실험4 인장실험(글꼴 나눔글꼴)

목차

1. 실험목적 및 실험내용
2. 실험장치 및 방법
3. 실험결과 분석 및 고찰
4. 결론 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

2) 실험내용

규격에 맞게 가공한 봉상 인장용 실험 시편을 인장실험을 위한 재료시험기를 이용하여 시편에 파단이 일어날 때까지 하중을 서서히 증가하는 인장실험을 수행한다. 이 인장실험으로부터 얻을 수 있는 하중-변위 선도(load-elongation diagram)로부터 하중을 실험 시편의 원단면적으로 나누고, 표점거리의 변화량을 표점거리로 나누어서 응력-변형률 선도(stress-strain diagram)를 구한다. 이 선도로 재료의 기계적 특성을 결정하는 탄성계수, 항복강도, 인장강도, 연실률, 단면수축률 등과 같은 재료 물성치를 계산하고 기존 문헌에 보고된 재료 물성치와의 오차가 존재한다면 오차 발생 이유에 대해 분석한다.

3) 이론적 배경

(1) 비례한계(proportional limit) : 응력에 대하여 변형률이 일차적인 비례 관계를 보이는 최대응력을 비례한계라고 한다.

(2) 탄성한계(elastic limit) : 비례한도 전후에서 부과했던 하중을 제거했을 때 변형이 없어지고 완전히 원상회복되는 탄성변형이 발생할 수 있는 최대응력을 탄성한계라고 한다. 정확한 탄성한계를 결정하기 곤란하므로, 실제 어느 정도의 영구변형이 생기는 응력을 탄성한계로 규정하고 있다. 영구변형의 변형률 값으로 0.01~0.03% 사이의 값을 채택하는 경우가 많다.

(3) 종탄성계수(Young's modulus) : 응력과 변형률의 비는 비례한계 내에서는 일정하다. 이 일정한 관계를 Hooke의 법칙이라 하고, 으로 표시된다. 여기에서 값을 종탄성계수라 하며, 응력-변형률 선도에서 비례한계 이내의 직선부분의 기울기를 의미한다.

(4) 항복점(yield point) : 연강과 같은 연성재료는 응력이 탄성한계를 지나면 곡선으로 되면서 응력이 증가하다가 하중을 증가시키지 않아도 변형이 갑자기 커지기 시작하는 지점이 발생하는데, 이 지점을 상항복점이라고 한다. 이때 금속 내부에 슬립으로 인하여 소성유동이 생겨 큰 내부 전위를 일으키면서 하항복점이 발생하는데, 하항복점을 지나면 영구변형은 더욱 증가한다. 일반적으로 항복점은 하항복점을 의미하고, 이 하항복점은 시험 속도와 시편의 형상에 의하여 영향을 받는다.

참고 자료

기계공학실험교재편찬회, 기계공학응용실험, 개정판, 청문각, 2015.
CENGAGE Learning, Mechanics of Materials 8th ed., James M. Gere, Barry J. Goodno, 2014.