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한양대학교 기계공학부 재료 및 생산 가공 실험 샤르피 충격 시험 레포트

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최초등록일 2023.11.11 최종저작일 2023.05
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한양대학교 기계공학부 재료 및 생산 가공 실험 샤르피 충격 시험 레포트
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    소개

    "한양대학교 기계공학부 재료 및 생산 가공 실험 샤르피 충격 시험 레포트"에 대한 내용입니다.

    목차

    1. 서론
    2. 시험 방법
    3. 시험 결과
    4. 고찰
    5. 결론
    6. 참고문헌

    본문내용

    기계, 구조물에는 충격하중을 받는 경우가 적지 않으며, 이러한 충격하중에 대한 강도는 정적 인장시험으로부터 구할 수 없다. 왜냐하면 정적 인장시험에 있어 연신율 또는 단면수축률이 큰 재료라고 해서 반드시 충격에도 강하다고 할 수 없기 때문이다. 파괴역학의 개념이 발달하기 이전부터, 충격파괴인성시험은 빠르고 저렴하며 간단하기 때문에 구조재의 파괴거동을 결정하는데 있어서 가장 폭넓게 사용되어 왔다. 특히 온도에 따른 재료의 취성천이과정을 손쉽게 알아 볼 수 있다는 점은 충격시험의 가장 커다란 장점이라 할 수 있다. 일반적으로 충격시험은 재료의 연성 또는 인성의 판정을 위한 것으로 저온취성, 노치취성 등의 성질을 파악할 수 있다. 충격시험에서 나타나는 특징은 다음과 같다.
    - 상온에서 연성 파괴되는 재료라 할지라도 특정 온도 이하에서는 취성파괴가 일어날 수 있다.
    - 시편의 노치(notch)에 의한 영향을 많이 받는다.
    - 가해지는 충격하중의 속도에 의한 영향이 크다.

    참고자료

    · 재료 및 생산 가공 실험2
    · PC와 ABS 플라스틱재료의 반복적인 충격하중에 의한 기계적 특성 평가(이진경)
    · 폴리카보네이트/폴리에스터카보네이트 블렌드의 파괴 거동(이상수 외 5명)
    · 두께와 노치생성방법에 따른 플라스틱 수지의 충격강도 변화에 관한 연구(김현 외 3명)
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. 샤르피 충격 시험
      샤르피 충격 시험은 재료의 충격 강도를 평가하는 표준화된 방법으로서 매우 중요한 역할을 합니다. 이 시험은 노치가 있는 시편에 일정한 에너지의 충격을 가하여 재료가 흡수하는 에너지를 측정함으로써 재료의 취성 또는 연성 거동을 파악할 수 있습니다. 특히 저온에서의 재료 거동 변화를 평가하는 데 효과적이며, 온도 변화에 따른 충격 에너지의 변화를 통해 재료의 전이 온도를 결정할 수 있습니다. 다만 시험 결과가 시편의 크기, 노치 형태, 시험 속도 등 여러 변수에 영향을 받을 수 있다는 점을 고려하여 해석해야 합니다.
    • 2. 노치 효과(Notch Effect)
      노치 효과는 재료의 강도 평가에서 매우 중요한 개념입니다. 노치가 있는 부위에서 응력이 집중되어 실제 강도가 이론적 강도보다 현저히 낮아지는 현상을 설명합니다. 이는 재료의 미시적 결함이나 불균질성이 응력 집중을 유발하고, 결과적으로 파괴가 더 쉽게 발생함을 의미합니다. 노치 효과의 정도는 재료의 종류, 노치의 형태와 크기, 온도 등에 따라 달라지며, 실제 구조물 설계 시 안전계수 결정에 중요한 역할을 합니다. 따라서 재료 선택 및 구조 설계 단계에서 노치 효과를 충분히 고려해야 합니다.
    • 3. 재료의 파괴 거동
      재료의 파괴 거동은 응력 상태, 온도, 변형 속도 등 다양한 요인에 의해 결정되는 복잡한 현상입니다. 연성 파괴와 취성 파괴는 서로 다른 메커니즘으로 발생하며, 같은 재료라도 조건에 따라 두 가지 파괴 모드가 나타날 수 있습니다. 미시적 관점에서 보면 공공 생성, 성장, 연결 등의 과정을 거쳐 파괴가 진행됩니다. 재료의 파괴 거동을 정확히 이해하는 것은 구조물의 안전성 확보와 신뢰성 있는 설계에 필수적이며, 파괴 역학 이론을 통해 더욱 체계적으로 분석할 수 있습니다.
    • 4. PC와 ABS 재료의 충격 특성 비교
      PC(폴리카보네이트)와 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌)는 모두 엔지니어링 플라스틱으로 우수한 충격 특성을 가지고 있지만 서로 다른 특성을 보입니다. PC는 높은 충격 강도와 우수한 투명성을 가지고 있어 광학 부품이나 안전 장비에 적합하며, 온도 변화에 따른 충격 특성 변화가 상대적으로 적습니다. 반면 ABS는 PC보다 낮은 충격 강도를 가지지만 화학 저항성이 우수하고 가공성이 좋아 자동차 부품이나 전자제품에 널리 사용됩니다. 두 재료 모두 저온에서 충격 특성이 저하되는 경향을 보이므로, 사용 환경과 요구되는 성능에 따라 적절한 재료를 선택해야 합니다.
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