금오공대 기계적특성평가 인장시험 보고서

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문서 내 토픽

• 1. 인장 시험

  인장 시험은 시험편의 양단에 인장 하중을 충격 없이 서서히 가해서 이것이 파단될 때까지 계속한다. 기계적 시험 중에서 가장 중요한 시험법이며 다른 기계적 시험에 비해서 시험편 횡단면에 힘의 분포가 가장 균일하게 작용한다. 가장 많은 기계적 성질을 조사할 수 있으며, 시험법으로는 비교적 간단하다.

• 2. 응력

  응력이란 재료에 압축, 인장, 굽힘, 비틀림 등의 하중(외력)을 가했을 때, 그 크기에 대응하여 재료 내에 생기는 저항력을 의미한다. 응력은 변형력이라고도 하고 내력이라고도 한다. 응력은 외력이 증가함에 따라 증가하지만 한도가 있어서 응력이 그 재료 고유의 한도에 도달하면 외력에 저항할 수 없게 되어 그 재료는 파괴된다.

• 3. 전위

  전위는 고체 결정 내부에 존재하는 1차원 결함의 일종으로, 칼날 전위와 나선 전위 등으로 세분화된다. 칼날 전위와 나선 전위의 성격은 버거스 벡터(b)와 전위선 관계에 의해 정의할 수 있다. 버거스 벡터(b)란 결정이 미끄러진 정도의 크기와 방향을 나타내는 벡터를 의미한다.

• 4. 훅의 법칙

  영국의 Robert Hooke (1635~1703)의 정의한 것으로 1678년 강철의 탄성을 밝히기 위한 실험 결과를 발표하였다. 물체의 신장 또는 수축에 관한 변형은 그것을 발생시킨 내력에 비례한다. 응력이 일정한 값을 초과하지 않는 범위 내에서 응력과 그것에 의해 일어난 변형률의 비는 응력과 재료의 종류에 의해 정해지는 일정한 값을 갖는다.

• 5. 포아송비

  재료가 인장력의 작용에 따라 그 방향으로 늘어날 때, 가로 방향 변형도와 세로 방향 변형도 사이의 비율을 나타낸다. 포아송비는 0에서 0.5에 가까운 값을 가지며 물과 같은 유체는 포아송비가 0.5에 가까운 값으로 비 압축률이 무한히 튼 값을 갖는 비 압축성이다.

• 6. 응력-변형률 곡선

  공칭 응력(Norminal Stress)이란 공칭 변형률 곡선에 사용한 공칭 응력으로 인장 시편의 인장 방향으로서 평균응력이다. 공칭 변형률 (Norminal Strain)은 공정 변형률 곡선에 사용된 변형률로 평균 선형 변형률이다. 진 응력 (True Stress)은 하중 P에서의 실제 단면적으로 나눈 값이며, 진 변형률 (True Strain)은 하중 P에서의 실제 길이로 나눈 값이다.

• 7. 항복 강도

  항복 강도는 탄성변형에서 소성변형으로 변하는 지점의 강도이다. 뚜렷하게 항복 강도를 나타내지 않는 경우, 0.2% 소성변형이 일어날 때의 지점을 택하여 항복 강도로 나타낸다.

• 8. 연성

  연성이란 파괴가 일어날 때까지의 소성변형 정도를 의미한다. 연성 측정의 기준으로는 파괴 시 공칭변형률인 연신율(elongation)과 단면 수축률(reduction of area)이 있다.

• 9. 인성

  인성은 소성 영역에서 에너지를 흡수하는 능력으로서, 재료의 파괴를 일으키는데 필요한 단위 체적당 일의 척도(파괴가 일어나기까지의 재료의 에너지 흡수력)를 말한다.

• 10. 가공경화지수

  가공경화지수 n은 진응력-진변형률 곡선을 표현하는 Holloman 식에서 지수 값이다. 이 값이 클수록 재료의 가공경화 정도가 크다.

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• 1. 주제2: 응력

  응력은 재료에 작용하는 힘에 의해 발생하는 내부 저항력으로, 재료의 기계적 특성을 이해하는 데 있어 매우 중요한 개념입니다. 응력은 단위 면적당 작용하는 힘의 크기로 정의되며, 인장 응력, 압축 응력, 전단 응력 등 다양한 형태로 나타날 수 있습니다. 응력 분석은 재료의 변형, 파괴, 수명 등을 예측하는 데 필수적이며, 이를 통해 안전하고 효율적인 설계가 가능합니다. 또한 응력 분석은 구조물, 기계 부품, 전자 소자 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 따라서 응력에 대한 깊이 있는 이해와 정확한 분석 능력은 재료 공학 분야에서 매우 중요한 역량이라고 할 수 있습니다.

• 2. 주제4: 훅의 법칙

  훅의 법칙은 재료의 탄성 변형 영역에서 응력과 변형률의 관계를 나타내는 가장 기본적인 법칙입니다. 이 법칙에 따르면 응력과 변형률은 비례 관계를 가지며, 비례 상수를 탄성 계수 또는 영률이라고 합니다. 훅의 법칙은 재료의 설계, 해석, 시험 등 다양한 분야에서 널리 활용되는 중요한 개념입니다. 특히 구조물, 기계 부품, 전자 소자 등의 설계 시 재료의 탄성 변형 특성을 정확히 파악하는 것이 매우 중요하며, 이를 위해 훅의 법칙이 필수적입니다. 또한 재료의 인장 시험, 압축 시험 등에서 얻은 응력-변형률 곡선의 초기 선형 구간을 통해 탄성 계수를 측정할 수 있습니다. 따라서 훅의 법칙은 재료 공학 분야에서 기본적이면서도 매우 중요한 개념이라고 할 수 있습니다.

• 3. 주제6: 응력-변형률 곡선

  응력-변형률 곡선은 재료의 기계적 특성을 나타내는 가장 기본적이고 중요한 그래프입니다. 이 곡선은 재료에 가해지는 응력에 따른 변형률의 변화를 보여주며, 재료의 탄성 영역, 항복 점, 인장 강도, 연신율 등 다양한 기계적 특성을 파악할 수 있습니다. 응력-변형률 곡선은 재료 선택, 설계, 제조 등 재료 공학의 모든 분야에서 필수적으로 활용되며, 재료의 기계적 거동을 이해하고 예측하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 또한 응력-변형률 곡선은 재료의 미세 구조와 밀접한 관련이 있어, 재료 개발 및 미세 구조 제어 연구에서도 중요한 분석 도구로 사용됩니다. 따라서 응력-변형률 곡선에 대한 깊이 있는 이해와 활용 능력은 재료 공학 분야에서 필수적인 역량이라고 할 수 있습니다.

• 4. 주제8: 연성

  연성은 재료가 소성 변형을 일으키며 파괴되기 전까지 견딜 수 있는 변형량을 나타내는 중요한 기계적 특성입니다. 연성이 높은 재료는 소성 변형이 잘 일어나며, 파괴 전에 큰 변형을 겪을 수 있습니다. 이러한 연성 특성은 재료의 가공성, 내충격성, 안전성 등에 큰 영향을 미치므로, 재료 선택 및 설계 시 매우 중요하게 고려됩니다. 특히 구조물, 기계 부품, 전자 소자 등의 안전성 확보를 위해서는 재료의 연성 특성을 정확히 파악하는 것이 필수적입니다. 또한 연성은 재료의 미세 구조, 화학 조성, 열처리 등에 따라 크게 달라지므로, 이를 제어하는 것이 재료 공학 분야의 주요 연구 주제 중 하나입니다. 따라서 연성에 대한 깊이 있는 이해와 활용 능력은 재료 공학 분야에서 매우 중요한 역량이라고 할 수 있습니다.

• 5. 주제10: 가공경화지수

  가공경화지수는 재료가 소성 변형을 겪을 때 강도가 증가하는 정도를 나타내는 중요한 기계적 특성입니다. 가공경화지수가 높은 재료는 소성 변형 시 강도가 크게 증가하므로, 가공성이 우수하고 내구성이 높습니다. 이러한 가공경화 특성은 재료의 성형성, 내마모성, 내구성 등에 큰 영향을 미치므로, 재료 선택 및 설계 시 매우 중요하게 고려됩니다. 특히 자동차, 항공, 기계 등의 분야에서는 재료의 가공경화 특성이 매우 중요한 요소로 작용합니다. 또한 가공경화지수는 재료의 미세 구조, 화학 조성, 열처리 등에 따라 크게 달라지므로, 이를 제어하는 것이 재료 공학 분야의 주요 연구 주제 중 하나입니다. 따라서 가공경화지수에 대한 깊이 있는 이해와 활용 능력은 재료 공학 분야에서 매우 중요한 역량이라고 할 수 있습