인장실험 - 예비보고서 + 실험보고서

소개

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목차

1. 예비보고서
2. 실험보고서

본문내용

실험 제목: 인장 실험
실험 목적
재료가 인장 하중에 어떻게 반응하는지 측정하여 최대 인장 강도, 항복 강도, 연신율, 탄성 계수 등 재료의 물리적 특성을 실험을 통해 파악한다. 실험을 통해 재료의 특성을 분석함으로써 재료가 얼마나 강한 하중을 견딜 수 있는지, 얼마나 유연한지, 얼마나 변형될 수 있는지를 파악하여 재료가 어떠한 특징을 갖는지, 유용하게 사용할 수 있는 분야는 무엇인지 알 수 있을 것이다.
실험 원리 및 이론
응력은 단위면적당 힘의 단위를 의미하며 응력이 단면 상 균일하게 분포한다고 가정하면 응력의 합력은 응력과 봉의 단면적 A의 곱과 같아야 하므로 응력의 크기는 아래의 식과 같다.
σ= F/A
시편은 축방향의 인장을 받으면 신장된다. 일반적으로 신장량은 시편의 길이를 전체 길이 L로 나누고 전체 신장량 δ를 곱한 것과 같다. 이 양을 단위길이당 신장량 또는 변형률이라 하고 다음 식으로 표현할 수 있다.
ε= ∆L/L_0
이때 변형률은 두 길이의 비이므로 무차원량이며 단위를 갖지 않는다.
단순 인장이나 단순 압축을 받는 재료의 응력과 변형률 사이의 선형적인 관계는 다음 식으로 나타낼 수 있다.
σ=Eε
여기서 σ는 축방향 응력이고 ε은 축방향 변형률이며, E는 재료의 탄성계수로 알려져 있는 비례상수이다.
인장을 받는 재료의 연성은 신장량과 파단면의 단면 수축률로 특성을 파악할 수 있다. 백분율 신장량은 다음과 같이 정의된다.
(L_f-L_0)/L_0 ×100%
여기서 L_0은 원래의 표점 거리이고 L_f는 파괴가 일어났을 때의 표점 간 거리이다. 신장량은 시편의 전 길이에 걸쳐 균일하지 않으며 네킹 영역에 집중되므로, 백분율 신장량은 표점 거리에 따라 달라진다.

참고자료

· 스터디캐드캠 (STUDYCADCAM): https://blog.naver.com/studycadcam/220623648870, 2024.09.25
· JAMES M.GERE & BARRY J.GOODNO. (2011). SI 재료역학. CENGAGE Learning