[구조 실험 결과 보고서]인장 실험(Tension Test)

소개

구조 실험 수업에서 인장 실험한 결과 보고서 입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 실험 장치도
4. 실험 방법
5. 데이터 처리 및 분석
6. 실험 결과
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
단축 인장 시험(Uniaxial Tensile Test)을 통해 공학 구조 재료(Engineering Structural Materials)의 기계적인 성질(Mechanical Property)을 이해한다.
2. 이론적 배경
Key words
: 응력(stress)과 변형률 관계, 항복 강도(Yield Strength), 극한 강도(Ultimate Strength), 파단 강도(Rupture Strength), 포아송 비(Poisson’s Ratio), 쿼터 브리지(Quarter-bridge), 동적 변형률 증폭기(Dynamic Strain Amplifier), 만능시험기(Universal Testing Machine)
2.1. 응력(stress)과 변형률(strain) 관계
2.1.1. 응력과 변형률
응력이란 변형력이라고도 하며, 공학에서는 외력, 불균형 가열 혹은 영구변형의 결과로 발생하는 단위면적당 힘이다. 응력식은 다음과 같다.

<중 략>

2.1.2. 응력과 변형률 선도
재료의 탄성영역에서는 변형률에 따른 응력이 탄성한계까지는 선형적으로 증가하다 극한 응력 이후에는 응력의 크기가 작아진다. 이는 실험의 한계로 인해 나타나는 것이다. 이는 실험을 하는 부위에서 넥킹일 일어나는데 넥킹이 일어나면 그 부위는 계속해서 단면적이 작아지므로 ‘힘/면적’으로 정량화 할 수 있는 응력의 크기는 계속 커진다. 하지만 실험을 통해 응력을 측정할 때 대입되는 단면적은 넥킹이 일어나기 전의 단면적 이므로 극한 강도 이후에 마치 응력이 작아져도 변형이 계속되는 것으로 나타나게 된다.

<중 략>

일단, 시편의 재료의 특성상의 문제가 가장 큰 것 같다. 유심이 눈으로 보기의 표면상으로만 보아도 재료의 섞임이 일정하지 않고 균일 하지 않을 것이라고 생각하였다. 왜냐 하면 시편의 결이 알루미늄이라면 음료 캔 속을 잘라보면 엄청 균일한 것을 확인 할 수 있는데 우리가 실험한 시편의 결은 엉망진창처럼 보였다. 그림 24와 그림 25는 보고서를 쓰는 도중에 본인이 직접 마신 음료 캔을 절단하여 내부와 외부의 알루미늄 상태를 찍어 보았다. 음료캔의 경우 내부의 강한 압력을 버티기 위해 균일 하고 고른 알루미늄을 사용한 것으로 보인다.

참고자료

· “Evaluation of Properties and FEM Model of the Friction Welded Mild Steel-Al6061-Alumina”, Hazman Seli, 2012.
· “재료의 물성치”(engineersedge.com/materials/shear_modulus_of_rigidity_13122.htm)
· “MECHANICS OF MATERIALS“, Berr  Johnston  DeWolf, Mc Graw Hill, 2002.
· R.C, Hibbeler. MECHANICS OF MATERIALS. PEARSON, 2012.
· “Mechanics of Materials 8th Edition“, James, M Gere· Barry, J Goodno,
· Cengage Learning, 2014.
· 만능 재료 시험기. INSTRON 社.(MT1-Micro)(http://www.instron.com/ko-kr/products/testing-systems/torsion-systems)
· “휘트스톤브리지와 풀브리지회로“, NI Instrument 社, NI-Tutorial-7130 series.