Torsion Test

소개

◉ 실험 목적
1. 비틀림 하중을 받는 재료의 성질을 측정하는 실험으로 Torsion testing machine을 이용하여 비틀림 각을 조금씩 변화시켜 재료가 응력을 받았을 때 재료의 변형과 파괴를 이해한다.
2. 토크와 비틀림을 계측하여 금속의 항복강도, 강성률 그리고 전단률을 구한다.
3. 응력-변형률 선도를 그리고 인장, 압축과는 달리 동력 전달요소로서의 축의 비틀림에 대한 강도를 파악한다.







◉ 실험 결과
- Torsion test를 통해 비틀림 각의 변화에 따른 시편을 관찰하고 Torsion testing machine을 이용하여 얻는 데이터 값을 이용해 재료의 강도, 강성률, 전단률 등의 성질을 이해할 수 있었다. 이 실험을 통해 Bauschinger effect를 확인할 수 있었다.

목차

<서 론>
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1. 실험목적
* 실험관련 용어정리

2. 실험원리

<본 론>
3. 실험장치
- 유니버셜 테스팅 머신
4. 실험방법
5. 실험시 주의사항
6. 실험결과

<결 론>
7. 실험의 의문점
8. 고찰
<참 고 문 헌>

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< 그림 1 – 바우싱효과 (Bauschinger effect) >
< 그림 2 - 응력에 따른 재료의 탄성변형과 소성변형>
< 그림 3 - 유니버셜 테스팅 머신
(universaial testing machine) >
< 그림 4 – 실제 유니버셜 테스팅 머신과 DAQ 장비 >
< 그림 5 - TR1040 Brass Steel Shear Modulus G=40GPa >
< 표 1 – 실험 데이터 값 >
< 그래프 1 - 각도(radian) 와 토크(torque) 그래프 >
< 그래프 2 - 변형률(strain) 과 전단응력(shear stress) >
< 그래프 3 – 각도(radian) 와 전단응력(shear stress) >
< 그래프 4 – 각도(degree °) 와 토크 (torque) >

본문내용

1. 실험 목적
비틀림 하중을 받는 재료의 성질을 측정하는 실험으로 Torsion testing machine을 이용하여 비틀림 각을 조금씩 변화시켜 재료가 응력을 받았을 때 재료의 변형과 파괴를 이해한다. 토크와 비틀림을 계측하여 금속의 항복강도, 강성률 그리고 전단률을 구한다. 응력-변형률 선도를 그리고 인장, 압축과는 달리 동력 전달요소로서의 축의 비틀림에 대한 강도를 파악한다.

※ 실험 관련 용어
▷ 바우싱 효과 (Bauschinger effect) : 재료에 하중을 한쪽에 가한 다음에 반대 방향에 하중을 가할 때는 처음부터 그 방향으로 하중을 가했을 때보다도 항복점은 현저하게 저하한다.

▷ 크리프 : 물체가 일정한 변형력 아래서 시간의 흐름에 따라 천천히 변형하여 가는 현상. 온도가 높고 변형력이 클수록 그 변형은 빠르다. 플라스틱 따위의 고분자 물질에서 현저하게 볼 수 있다.

▷ 항복강도 : 재료가 소성 변형을 시작할 때의 응력


2. 실험이론

◉ 바우싱 효과 (Bauschinger effect)
인장항복강도가 Y인 금속을 소성영역까지 인장시켰다가 하중을 제거한 후 압축하면, 압축시 항복강도가 인장시보다 작아지는 현상이다. 모든 금속 및 합금들은 이러한 거동을 보인다. 이 효과는 압축한 후 인장하는 경우에도 나타난다.

참고자료

· [공업재료가공학] (Serope Kalpakjian, Steven R.Schmid지음, 피어슨에듀케이션코리아) p54~56, p267~276
· [개정 재료시험입문] 윤한기 외 3명 공저 - 원창 출판사. p72 ~ 73, p157 ~ 169
· [소성가공] 서영섭 외 2명 공저 - 첨단과학기술도서출판. p26
· [바우싱거에 관한 소고] 박광순, 정인상, 대한금속재료학회 p514, p720