크리프실험

소개

1. 실험목적
- 결정질의 고체 재료에 일정하중 또는 일정응력을 가하고 특정온도에서 긴 시간동안 유지
하면 시간이 경과함에 따라 변형량(strain)이 증가하게 되는데 이러한 현상을 크리프(Cree
p)라 하고 그 결과로 나타나는 파단을 크리프 파단(Creep rupture)이라 한다. 또한 이 현상
을 이용하여 재료를 특정 온도에서 일정응력을 가했을 때 시간의 경과에 따라 증가하는 변형량을 측정하여 여러가지 재료역학적인 양을 결정하는 실험을 크리프실험이라고 한다.
이 크리프 현상은 온도의 영향이 큰데 이는, 특히나 최근에 발전된 제트기관, 로켓, 증기 터빈, 가스터빈, 화학 플랜트 등 고온, 고압에서 재료가 사용되는 경우가 많기 때문에 공 학상의 중요한 문제로 대두되고 있다. 그에 따라 크리프 시험은 고온에서 재료의 변형기 구를 해석하는 방법으로 널리 이용되고 있다.
- 이렇듯 우리는 시험편 납의 직경에 따라 하중을 변화시키는 크리프 실험을 하여, 그 결과
로 크리프현상을 이해하고자 한다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
2-1. 크리프율(크리프속도,Creep Rate)
- 크리프 곡선
2-2 크리프한도(Creep Limit)
2-3 LVDT(Linear Voltage Differential Transformer)
3. 실험설계
이번 실험에서는 일정하중방식의 실하중식 크리프 실험기를 사용하였다.
* 실하중식 크리프 실험기
4. 실험준비
5. 실험과정
6. 실험 Data 값정리
7. 오차의 원인과 고찰

본문내용

크리프 곡선
가장 일반적인 크리프 곡선의 형은 아래와 같이 3단계로 나눠지게 된다.
1단계 - 천이 크리프 단계(transient creep stage 변형속도가 시간에 따라 감소)
2단계 - 정상 크리프 단계(steady creep stage 변형속도가 일정)
3단계 - 가속 크리프 단계(accelerating creep stage 변형속도가 점점 상승, 파단에 이름)
일단 하중이 가해지면 초기에는 급속히 변형이 시작되다 재료가 가공경화가 되기 시작하 여 변형이 점차 어려워진다.(1단계) 그러다 어느 시간에서부터는 회복에 의한 연화가 일어나 회복에 의한 연화 효과와 가공경화에 의한 강화효과가 서로 균형을 이루어 일정상 태로 유지된다.(2단계) 조금 시간이 지나면 변형속도가 점점 빨라지게 되는데 이는 재료 의 미세구조상의 결함 등이 그 원인이 된다. 미세구조상의 결함인 동공, 입계분리 혹은 균열 등이 재료에 발생하면 국부적으로 단면적이 감소하게 되기 때문에 이러한 부분에 응 력이 집중되게 된다. 크리프 속도는 응력에 의존하기 때문에 결국 결함 부위의 변형률과 변형률 속도가 증가한다. 그래서 이 부분에 넥킹(necking)이 발생하게 되고 넥킹이 일단 일어나면 계속 응력이 집중되어 파단까지 일어나게 된다.(3단계)

LVDT(Linear Voltage Differential Transformer)
- Transducer란 물리적 요소 (압력, 온도, 위치등)를 다른 요소, 주로 전기 신호로 바꾸어 주는 기기를 말한는데 LVDT(직선형 가변 차동변압기)는 코어(core or armature)의 이동 으로 1차 코일에서 2차 코일에 유도되는 자속의 변화, 즉, 상호 인덕턴스를 변화시키는
Transducer로서 기계적, 전기적으로 분리되어 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여
전기적 출력이 발생된다

참고자료

· - 크리프 실험 매뉴얼
· - Mechanics of Materials 2nd edition, Roy R. Craig, Jr. WILEY
· - Mechanical Design, Ansel c. Ugural, McGraw Hill
· - http://blog.naver.com/nanomate?Redirect=Log&logNo=110003164763
· - http://kr.ks.yahoo.com/service/wiki_know/know_view.html?tnum=115082