인장시험 실험

소개

1. 실험 목적
인장시험은 공업용 재료의 기계적 성질을 알기 위한 가장 기본적인 시험으로써, 재료강도에 관한 기본적인 정보를 제공하는데 가장 널리 사용되는 재료 시험 중 하나이다. 이러한 재료실험을 하기 위해서 일반적으로 각 국에서 정한 규격에 따른다. 우리나라에서는 KS B 0801 및 KS B 0802에 규격으로 규정되어있다. 여기에는 주로 금속재료에 관한 것이며, 그 규격내용에는 시험 방법ㆍ시편의 형상ㆍ용어 등이 통일 되어 있고, 시험 결과에 대하여 혼란을 초래하지 않도록 대조하기에 편리하게 되어있다. 본 실험은 만능 시험기(UTM)을 이용해 공업용 재료의 인장시험을 수행하여, 재료의 변형 과정과 응력의 변화를 조사하며, 항복점ㆍ비례한도ㆍ파단ㆍ진응력 등을 측정하여, 재료의 기계적 거동을 이해하며, 재료시험법을 파악하고자 한다.
(KS B 0801은 시편에 대해서, KS B 0802는 시험방법에 대하여 규격이 규정되어있다.)

2. 실험 이론

응력-변형률 선도(Stress-Strain diagram)
인장시험으로부터 얻을 수 있는 기본적인 선도는 부가한 하중과 발생한 변위와의 관계를 나타내는 하중-변위선도(Load-Elongation Diagram)이다. 하중을 가하였을 때 단위 단면적에 작용하는 하중의 세기를 응력(Stress)이라 하고, 작용하중에 대한 표점 거리의 변화량을 표점 거리로 나눈 값을 변형률(Strain)이라 한다. 따라서 하중-변위선도에서 하중을 원래의 단면적으로, 변위를 표점 거리로 나누어줌으로써 응력-변형률 선도를 얻을 수 있다. 연강에 대한 대표적인 응력-변형률 선도는 그림과 같다.
응력-변형률선도상의 각 점은 다음과 같은 특성을 나타낸다.
① 비례한도(Proportional limit) : 응력에 대하여 변형률이 일차적인 비례관계를 보이는 최대응력. 응력 변형률곡선에서 훅의 법칙에 의해 직선부가 변화되어 곡선으로 변화하기 시작하는 부분의 응력.
② 탄성한도(Elastic limit) : 비례한도 전후에서 부과했던 하중을 제거했을 때 변형이 없어지고 완전히 원상 회복되는 탄성변형의 최대응력. 정확한 탄성한도를 결정하기 어렵기 때 문에, 실제 어떤 정도의 영구변형이 생기는 응력을 탄성한도로 규정하고 있다. 영구변형의 변형률 값으로 0.01～0.03%사이의 값을 채택하는 경우가 많다. 외부 하중에 의해 변형된 재료가 그 하중을 없앤 후 영구변형을 남기지 않고 본래의 형태로 되돌아가는 최대 하중.
③ 종탄성계수(Longitudinal elastic modules, Young`s modules) : 변형의 초기에는 응력과 변형률의 비가 비례한도내에서는 일정하다. 이 일정한 관계를 후크의 법칙(Hook`s law) 이라 하고 응력과 변형률 관계를 E=σε으로 표시된다. 여기에서 E값을 종탄성 계수라 하며 응력-변형률 선도에서 비례한도 이내의 직선부분의 기울기를 의 미한다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
응력-변형률 선도(Stress-Strain diagram)
3. 실험 장치
◈ UTM(Universal Testing Machine) : MTS 810

본문내용

1. 실험 목적
인장시험은 공업용 재료의 기계적 성질을 알기 위한 가장 기본적인 시험으로써, 재료강도에 관한 기본적인 정보를 제공하는데 가장 널리 사용되는 재료 시험 중 하나이다. 이러한 재료실험을 하기 위해서 일반적으로 각 국에서 정한 규격에 따른다. 우리나라에서는 KS B 0801 및 KS B 0802에 규격으로 규정되어있다. 여기에는 주로 금속재료에 관한 것이며, 그 규격내용에는 시험 방법ㆍ시편의 형상ㆍ용어 등이 통일 되어 있고, 시험 결과에 대하여 혼란을 초래하지 않도록 대조하기에 편리하게 되어있다. 본 실험은 만능 시험기(UTM)을 이용해 공업용 재료의 인장시험을 수행하여, 재료의 변형 과정과 응력의 변화를 조사하며, 항복점ㆍ비례한도ㆍ파단ㆍ진응력 등을 측정하여, 재료의 기계적 거동을 이해하며, 재료시험법을 파악하고자 한다.
(KS B 0801은 시편에 대해서, KS B 0802는 시험방법에 대하여 규격이 규정되어있다.)

2. 실험 이론

응력-변형률 선도(Stress-Strain diagram)
인장시험으로부터 얻을 수 있는 기본적인 선도는 부가한 하중과 발생한 변위와의 관계를 나타내는 하중-변위선도(Load-Elongation Diagram)이다. 하중을 가하였을 때 단위 단면적에 작용하는 하중의 세기를 응력(Stress)이라 하고, 작용하중에 대한 표점 거리의 변화량을 표점 거리로 나눈 값을 변형률(Strain)이라 한다. 따라서 하중-변위선도에서 하중을 원래의 단면적으로, 변위를 표점 거리로 나누어줌으로써 응력-변형률 선도를 얻을 수 있다. 연강에 대한 대표적인 응력-변형률 선도는 그림과 같다.

참고자료

· 없음