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유동(Streamlines) 가시화(Visualization) 실험 보고서

실 험 명 : 유동(Streamlines) 가시화(Visualization)1. 실험목적본 실험은 유동 가시화 실험 장치를 이용하여 유체(염료)가 모형(Hemispheres, Car)의 주위를 지날 때의 유동을 관찰하여 물체의 형상에 따른 물체 주위 유동장의 차이와 유선변화, 박리 및 와류 형상도 관찰한다. 또한, 모형뿐만 아니라 source를 통한 유동도 관찰할 예정이다.2. 기본이론우선 유동 가시화란 속도, 압력, 밀도 및 온도 등 우리 눈에는 보이지 않는 유동 정보의 공간 분포를 시간과 공간의 어떤 범위 안에서 눈에 보이도록 하는 실험 방법이다. 유동가시화는 대부분 비접촉 방식으로 유동 자체를 교란시키지 않으면서 어떤 순간의 전체 유동장을 가시화함으로써 측정하고자 하는 유동에 대한 공간적인 유동정보를 제공한다. 유동 가시화 기법은 정성적 유동 가시화 기법과 정량적 유동 가시화 기법으로 크게 2가지로 나누어 살펴볼 수 있다.1) 정성적 유동 가시화 기법정석적 유동 가시화 기법은 유동형태(Flow Pattern)를 눈으로 보거나 사진으로 찍어서 관찰하여 유동장의정성적 정보를 파악하는 기법을 말한다. 정성적 유동 가시화 기법 중에는 수소기포법(The Hydrogen-bubble Method), 연기를 이용한 방법(Visualization Techniques Using Smoke) 등이 있다.1.1) 수소기포법(The Hydrogen-bubble Method)는 수로 중에 흐르고 있는 액체(물)를 전기 분해하기 위해 백금으로 코팅된 와이어로부터 수소기포를 발생시켜 이 기포들이 물체를 지나감으로써 유동현상을 볼 수 있도록 만든 장치로, 수동에서 사용한다.1.2) 연기를 이용한 방법(Visualization Techniques Using Smoke)은 염료에 비해 상당히 작은 입자(Particles)로 응집된 Field인 Smoke를 이용하여 기체에서의 흐름을 묘사하기 위한 방법으로, 풍동에서 사용한다. 사용되는 연기에는 Vapor, Fumes, Mists 등이 있다.2) 정량적 유동 가시화 기법정량적 유동 가시화 기법은 가시화 된 유동 영상(Flow Image)을 화상(컴퓨터, 비디오카메라) 처리 기법을 이용하여 정량적으로 즉, 유체역학적 정보(속도, 압력, 밀도, 온도)를 디지털화 하여 수치적으로 유동 관찰한 기법을 말한다. 정량적 유동 가시화 기법 중에는 입자영상 속도계측(PIV; Particle Image Velocimetry), LDV; Laser Doppler Velecimetry 등이 있다.3. 실험방법① 염료와 물을 잘 섞어 물통을 채운다. 이때 염료의 색은 밑판(흰색)과 구분되는 색이어야 한다.② 유동 가시화 실험 장치의 수도 밸브를 열어 Visualization Flow Unit에 물을 공급하여 준다.③ 가시화가 잘 보일 수 있도록 모형을 적절한 위치에 두고 유리판을 조심히 내려놓는다. 이때 Visualization Flow Unit에 기포나 이물질이 들어가지 않도록 조심한다.④ 염료와 Visualization Flow Unit이 연결된 Valve 2를 열어 염료가 관을 통해 모형을 지나며 생기는 유동장을 관찰한다.⑤ 모형을 바꾸어 위 과정을 반복한다.4. 실험결과 및 분석위 사진은 순서대로 구, 승용차, source에 따른 유동이다.구 형상에서는 전면에 정체점이 존재하며, 측면에 나타나는 박리점을 시작으로 후류 영역이 존재한다. 후류 영역에서는 와류라 불리는 회전 유체 덩어리가 형성되는데 해당 실험에서는 가시화되지 않은 것으로 보인다.승용차 형상에서도 전면에 정체점이 존재하였으며, 차량의 굴곡이 바뀌는 부분쯤에서 박리점이 나타났고, 차량 뒷부분에 후류 영역이 나타났다.source에서는 구 형상일 때와 유사하게 전면에 정체점이, 측면에는 박리점이 나타났으며, 박리점을 시작으로 후류 영역이 나타난 모습을 볼 수 있다.5. 고찰구형 유동 가시화 실험을 통해 야구, 축구 및 골프 등 구기종목 스포츠에서 사용되는 공 주변에 발생하는 유동에 대해서 생각해 볼 수 있다. 야구공, 축구공, 골프공에는 모두 표면에 돌기가 존재한다. 야구공은 솔기가 존재하고, 축구공은 솔기를 포함하여 다면체이고, 골프공은 딤플(dimple)이 있다. 이 돌기를 통해 조도(roughness)를 달리함으로써 속도를 증진시켜 비행거리를 높일 수 있다. 특히 야구공은 변화가 다양해 그날의 날씨, 풍향과 세기 등에 따라 변화할 수 있는 요소가 다양하다. 이와 비교하여 돌기가 존재하지 않는 탁구공은 상대적으로 비행거리가 짧다.차량 모형 유동 가시화 실험을 통해서도 실제 차량이 주행할 때 차량 주변으로 형성되는 유동에 대해 생각해 볼 수 있다. 일반 승용차와 비교하여 스포츠카는 일반 승용차에 비해 차체도 낮고, 차량의 곡률이 작다. 차량이 달릴 때 유동의 흐름을 관찰하여 보면, 스포츠카는 유체의 저항을 더 적게 받음으로써 일반 승용차와 달리 더 빠른 속력을 낼 수 있다.본 실험에서 상단 유리를 덮을 때 발생한 공기 방울(기포)의 영향으로 유동 현상 관찰을 방해하여 유동의 흐름과는 다른 유동의 흐름이 발생하였다. 또한, 실험 장치의 노후로 유량이 작아 잉크가 바로 퍼져버리는 등의 현상이 일어나 오차가 발생하였을 것으로 생각된다.

공학/기술| 2024.07.04| 3페이지| 2,500원| 조회(127)

유동, 유체역학, 실험보고서, 유동가시화

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조향 Steering 메커니즘

Steering 메커니즘 (Ackermann)실 험 목 적Ackermann Steering 메커니즘을 검증하고, 휠 베이스를 계산하여 lead angle과 steering 오차를 결정한다.실 험 이 론Steering(조향 장치)은 자동차 휠의 각을 바꾸어 자동차가 회전할 수 있도록 해주는 장치로, 회전중심점에 대해 차량의 조향 휠을 기하학적으로 원하는 각도를 유지하도록 하여 휠에 미끄럼이 발생하지 않도록 하는 역할을 한다.대부분 자동차의 조향 장치는 Ackermann이 적용된다. Ackermann이란, 조향 핸들을 돌렸을 때 양쪽 휠 바퀴의 중심의 연장선과 뒤차축의 중심선의 연장선이 한 점에서 만나게 되어 모든 바퀴가 어떠한 선회를 하더라도 중심이 일치되는 연장선이 존재한다(Fig.1참고)는 원리이다. 이를 만족하기 위해, 내륜 휠은 외륜 휠보다 더 큰 각도로 움직여야만 한다. 이러한 효과는 Steering tranpezium(Fig.2)라고 불리는 방법으로 대략적으로 구현이 가능하다.Fig.1 스티어링 원리(Ackermann)Fig.2 스티어링 사다리꼴 구조외륜 휠과 내륜 휠 조향 각도 사이의 관계외륜 휠 조향 각도와 내륜 휠의 조향 각도 사이의 편차를 조향 오차(Steering error)라고 한다.∙∙∙ (1): Steering angle of outer wheel in degree: Steering angle of inner wheel in degree: Interval of steering swivel pins in mm: Wheel base in mm조향 오차는 분할 rod를 사용하면 줄일 수 있다.(본 실험에서 사용)25°의 조향 각도까지 이 조향 오차는 0.5도를 넘으면 안된다. 그러나 이보다 큰 조향 각도에서는 조향 오차가 2도까지 증가하는 것은 크게 문제가 되지 않는다. 하지만 이 또한 낮은 속도로 이동할 때만 허용됨을 명심해야 한다.실 험 장 비본 실험에서 사용할 K1 160 모델은 기본적으로 2개의 레버, 스티어링 링키지, 2개의 track rod, 2개의 스티어링 암 및 2개의 포인터로 구성된다.Fig.3 실험 장치조향 링키지의 위치 변화는 조인트를 통해 레버와 트랙로드 및 조향 암으로 전달된다.스티어링 암에 부착된 포인터는 회전 각도를 나타낸다.스티어링 암과 독립적으로 포인터를 조정하여 설정할 수 있다.널링 스크류를 사용하여 조향 링키지를 중앙 위치에 고정할 수 있다.트랙로드는 2개의 나사로드와 조정 너트로 구성된다. 조절 너트를 돌려 트랙 로드의 길이를 변경할 수 있다.실 험 순 서아래 그림(Fig.4)과 같이 트랙 로드의 길이를 160mm로 맞춘다.Fig.4 트랙 로드 길이 설정(160mm)각도를 20°로 맞추고, 의 각도 값을 확인한다.이를 통해 휠 베이스 길이 L을 계산한다.(m=464.6mm)m값은 464.4mm로 주어져 있으므로, 구한 L값을 함께 이용하여 안쪽 스티어링 각도 값에 따라 바깥쪽 스티어링 각도 값이 어떻게 변화하는지 계산하여 표1을 작성한다.실험을 통해 표2를 추가로 작성하고 이론값과 비교한다.실 험 결 과표1. 이론값 계산안쪽 스티어링 각도5°10°15°20°25°바깥쪽 스티어링 각도4.6°8.5°12.0°15.0°17.7°표2. 실험값 측정안쪽 스티어링 각도5°10°15°20°25°바깥쪽 스티어링 각도4°9°12°15°20°고 찰이번 실험에서는 안쪽 스티어링 각도 를 5°부터 25°까지 5°씩 증가시키면서 바깥쪽 스티어링 각도를 이론값과 측정값을 비교해보았다. 우선, 이론값 를 계산하기 위해, 실험에 주어진 값은 m값 뿐이었기 때문에 휠 베이스 길이 L을 알기 위해서 가 20°일 때 를 측정하여 식(1)을 이용하여 휠 베이스 길이를 계산해주었다. ( 대입)이를 통해 휠 베이스 길이가 471.9mm인 것을 확인한 후, 안쪽 스티어링 각도 에 따른 바깥쪽 스티어링 각도 이론값을 식(1)을 이용하여 계산해주었다. 가 5°일때를 예를 들어서 계산해보면,위와 같이 이론값 를 가 5°~25°일 때 계산해주었다. 이를 통해 측정값과 이론값을 비교한 표를 아래와 같이 나타낼 수 있다. (이론값 는 모두 소수점 첫째자리까지 나타내었다.)안쪽 스티어링 각도5°10°15°20°25°이론값4.6°8.5°12.0°15.0°17.7°측정값4°9°12°15°20°이론에서 언급한 바와 같이 25° 조향 각도까지 조향 오차가 0.5°를 넘으면 안된다. 가 15°, 20°일 때를 제외하고는 조향 오차가 0.5°이상 발생한 것을 확인할 수 있다. 위와 같은 오차가 발생한 이유에 대해서는 육안으로 각도를 측정하여 정확한 소수점까지 각도를 측정하지 못한점, 장치의 노후로 인해 정확도가 떨어진점 등으로 생각된다.

공학/기술| 2024.07.04| 3페이지| 2,500원| 조회(155)

조향, steering, steering mechanism, 조향 메커니즘

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Strain Gauge, 스트레인게이지

자동차기능실험 보고서 - 스트레인게이지 – 1. 실험 이론 [스트레인 게이지에 대하여 설명하시오] 스트레인 게이지(; Strain Gauge)에 대해 설명하기 전에 먼저 Strain에 대해 알아보면, Strain은 변형률을 나타낸다. 물체가 외력(인장 또는 압축)을 받을 때 원래의 길이에 대해 변형된 길이의 비율을 나타낸 값으로, 단위는 갖지 않는다. Strain은 주로 기계요소나 구조물의 해석과 설계를 다루는 분야에서 물체가 외력을 받아 변형이 발생될 때 사용하는 용어이다. 밑넓이가 이고 높이가 인 원기둥(막대) 물체가 있다고 할 때, 저항은 이와 같이 정의된다. 이때 는 비저항을 이야기한다. 물체에 인장력이 가해져 물체의 밑넓이가 로 줄어든다고 하자, 그럼 저항은 초기 저항의 2배가 된다. 반대로 물체에 압축력이 가해져 물체의 높이가 로 늘어났을 때 저항은 초기 저항의 2배가 된다. 이를 통해 물체에 외력(인장 또는 압축)이 가해질 때 발생하는 변형을 통해 저항값이 변한다는 것을 알 수 있다. Strain Guage는 위에서 알게 된 성질인 물체에 외력이 가해질 때 발생하는 변형으로 저항값이 변화하는 성질을 이용하여, 전기저항을 물리적인 변화량으로 변환하여 측정한다. 이때 측정하는 Strain은 거의 대부분 재료의 탄성 영역 부분에서 측정이 이루어진다. 또한, Strain은 변형 방향에 따라 Normal Strain과 Shear Strain이 있는데, 일반적으로 Normal Strain을 측정한다. Strain Gauge를 기계나 구조물 표면에 접착시키면 그 표면에서 Strain을 측정할 수 있는데, 이때 측정한 Strain 값으로부터 강도나 안전성을 확인할 수 있다. Strain Gauge는 장착하고 연결이 간편하다는 장점이 있지만, Strain 값이 외력에 의한 변형뿐만 아니라 온도에 의해서도 민감하게 반응한다는 단점이 있다. [Strain Gauge 적용 예] 타이어의 Strain 계측 타이어에 Strain Gauge를 부착하여 타이어가 노면과 접촉할 때의 Strain 변화에 대해 살펴보면, Strain Gauge가 부착된 부분이 노면과 접촉하기 전부터 타이어의 Strain이 증가하고, 센서가 노면과 접촉할 때 가장 큰 Strain을, 접촉 후에는 Strain이 줄어든다. 이를 이용하여 타이어의 Strain이 최대인 피크 지점을 탐색해 두 피크 지점 사이의 정확한 간격을 측정하면 타이어의 속도를 계산할 수 있다. 또한, 타이어와 노면 사이의 접지면적과 타이어 Strain 관계를 통해 차량 하중도 측정할 수 있다. 파이프의 Strain 계측 Strain을 측정하여 재료의 상태(휘거나 깨짐)를 파악할 수 있는 응력을 추정할 수 있다. 파이프 팽창에 따른 압력을 측정하여 파이프 내부가 깨끗한지 음식물 처리 어플리케이션 등을 통해 판단할 수 있다. 소성가공장비의 고하중 압출압력 측정 상용 하중 센서로 측정이 불가능한 고하중 압출압력을 측정하기 위해 압출기와 같은 소성가공 장비의 프레임에 Strain Gauge를 부착하여 측정이 어려운 고하중의 압축 압력을 보다 더 정밀하게 측정할 수 있다. 실제 산업현장에서 압출 압력을 Strain Gauge를 부착함으로써 작업의 재현성 및 고효율 등의 효과로 인해 생산비용 절감 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 발전소 터빈과 주증기 배관의 열팽창 측정 발전소 운전 중 축정렬 상태 변화 또는 배관과 지지장치의 부적절한 설치에 의해 배관에서 발생하는 응력은 단순하게 육안으로는 점검할 수 없다. Strain Gauge를 사용하여 정지 상태에서 전부하 운전까지 터빈 케이싱과 터빈 입구 주증기 배관의 하중 변화를 측정하여 터빈에 미치는 영향을 분석하여 고진동 발생의 근원적인 문제해결을 할 수 있다. [스트레인 게이지 동작 원리] Strain Gauge의 동작 원리에 대해 먼저 알아보기 전, Wheatstone bridge 회로에 대해 먼저 이해가 필요하다. 휘스톤 브릿지는 4개의 저항이 사각형의 형태를 이루는 회로이다. 오른쪽 그림과 같은 회로를 해석해보면 식을 얻을 수 있다. 을 만족할 때, 옴의 법칙에 따라 는 0이다. 오른쪽 그림에서는, 에 가변저항 를, 에는 Strain Gage를 측정할 로 두었다. , 이때, 와 는 알고있는 값이므로 해당 값을 공식에 대입한다. 그리고 값은 가변저항을 조절하여 (노드 A와 노드 B의 단자 사이 전압)가 0V 될 때를 찾아 해당 값을 대입하여 값을 찾는다. 1)에서 알아낸 물체에 외력이 가해질 때 발생하는 변형으로 저항값이 변화하는 성질을 이용하면, 물체에 외력을 가해 변형을 일으키면 저항 에 저항 변화가 발생한다. 이 발생함에 따라 이 된다. 위에서 구한 저항값을 통해 다음식을 적용하여 Strain 을 측정한다. (이때 는 gage factor로, 물체의 고유값이다.) [스트레인 게이지 부착방법] ① 먼저 시편을 사포로 깨끗하게 문지르고, 고운 사포로 다시 한번 더 문질러 준다. 그리고 이물질과 먼지를 제거하기 위해 시편에 아세톤을 떨어뜨려 깨끗하게 해준다. ② 게이지를 붙일 곳을 표시하기 위해, 시편에 자를 대어 임의로 길이를 측정하여 정확히 표시를 해둔다. ③ 게이지가 손상되지 않도록 조심히하여, 셀로판 테이프를 Strain Gauge에 부착시켜 시편에 선을 그어둔 곳에 Strain Gauge를붙인 뒤 다시 반 정도 다시 떼어 본드를 발라 다시 부착시킨다. (이때, 본드가 2가지 종류가 있는데, 한가지는 Strain Gauge에 발라주고, 다른 종류의 본드는 시편에 한 방울 정도만 떨어뜨려 붙여준다.) ④ Strain Gauge 하나는 시편의 긴 쪽에 붙여주고, 나머지 하나는 시편의 짧은 방향쪽에 붙여준다. ⑤ Strain Gauge에 전선을 이용하여 납땜을 한 후 리드선을 빼준다. [측정 데이터 수록] 실험 결과, 그래프에서 위쪽(+) 값은 인장력이 가해져 Strain Gauge가 부착된 도선의 길이가 늘어나 저항R이 증가하였고, 그래프 아래쪽(-) 값은 압축력이 가해져 도선의 길이가 줄어들어 저항R이 감소하였다. 이를 통해 시편에 각각 인장력 약 15회, 압축력 약 10회정도 가한 것을 그래프를 통해 알 수 있다. 그래프를 그려봄으로써 Strain 측정을 조금 더 명확하게 한 눈에 볼 수 있었다. 하지만 온도나 시편에 불순물이 들어갔을 경우에 따라 오차가 발생되었을 것으로 생각된다.

공학/기술| 2024.07.04| 4페이지| 2,500원| 조회(108)

Strain, 스트레인 게이지, strain gauge, guage

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판매자 표지 $연성이 있는 금속의 인장 시험 보고서(Tensile test to determine the tensile strength and elongation at fracture)$

연성이 있는 금속의 인장 시험 보고서(Tensile test to determine the tensile strength and elongation at fracture)

Tensile test to determine the tensile strength and elongation at fractureExperiment objectivesTo obtain an insight into the typical experiment layoutTo carry out tensile tests on given specimens and tabulate the resultsTo calculate the modulus of elasticity, tensile stress and fracture stress of the specimensTo draw the stress-strain diagramTo practice report writingStress-strain diagramThe stress-strain diagram shows clearly the different behavior of the individual materials and provides the characteristic values for ultimate tensile strength UTS, yield strength Y, proportional limit Rp, elongation at fracture lf and the elastic modulus E.Universal tester specification(WP 300, G.U.N.T. Gerätebau GmbH)Upper cross-memberDial gauge for elongationClamp for tensile specimensCrossheadCompression piece and pressure plateLower cross-memberHydraulic cylinderHand wheelForce gaugeMeasuring ranges• Force: 0~20 kN, graduation: 0.5kN• Travel: 0~20 mm, graduation: 0.01mmSpecimen (DIN 50125)◾specimens diameter: 6 mm◾test length: 30 mm◾total specimen length: 64 mm◾material: Al, Cu, St, CuZnFormulaTensile stress,Tensile strain,Modulus of elasticity,1. Fill in the tableNoLoad (P)[kN]Elongation ()[mm]Stress ()[kN/mm2]Strain()10.50.050.01770.0016721.00.100.03540.0033331.50.150.05310.0050042.00.190.07070.0063352.50.240.08840.0080063.00.280.10610.0093373.50.320.12380.0106784.00.360.14150.0120094.50.400.15920.01333105.00.460.17680.01533인장 하중을 0.5kN씩 더해주면서 가해주었다.Stress를 구할 때 에서 ()를 사용하였고, Strain을 구할 때 에서 를 사용하였다.2. Draw elongation-force diagram2. Draw stress-strain diagram3. Find the valuesModulus of elasticity (GPa)11.23 GPa4. Conclusion and discussion일반적으로 연성이 있는 금속의 Stress-Strain 곡선에 대해 이해한 후에 실험을 진행하였다. 그래프에 대해 간단하게 설명하면, 연성 금속의 곡선은 선형구간(탄성영역), 소성영역, Necking, Fracture로 구분된다. 먼저 선형구간은 탄성영역으로 그래프가 직선을 그리는 것이 특징이다. 이 구간에서는 재료에 가해준 하중을 빼면 재료가 다시 원래 상태로 돌아갈 수 있다. 소성영역부터는 그래프가 곡선으로 그려지면서 영구변형이 발생하여 하중을 빼도 재료가 원래 상태로 돌아갈 수 없다. 그래프에서 응력이 정점에 도달한 곳을 극한 강도라 하는데, 극한 강도에 도달하면 재료는 Necking 현상이 발생하게 된다. Necking이 발생한 후에 응력이 증가함에 따라 재료가 점점 가늘어지다가 fracture이 발생한다. Fracture이 발생한 단면을 보게 되면 한쪽은 오목하고 다른 한쪽은 볼록한 것을 관찰할 수 있는데, 이는 연성 금속의 특징이다.Elongation-Force diagram을 통해 하중이 증가함에 따라 Elongation도 증가하는 것을 알 수 있었다. 또, Stress-Strain diagram을 통해 그래프가 직선 관계에 있는 것을 통해 재료(Aluminum)가 탄성변형구간에 속해 있을 때 실험한 것을 눈으로 확인해볼 수 있었다. 그래프가 완전한 직선관계를 이루는 것이 아니지만, 훅의 법칙(Hook’s Law)[]을 이용하여 탄성계수 E(Modulus of elasticity)가 그래프의 기울기[]가 되는 것을 알고 대략적인 탄성계수 E를 구해보면 약 11.23GPa를 계산해보았다. 이 값이 재료(Aluminum)의 탄성계수가 되고 탄성계수는 극한 강도와 더불어 재료의 고유한 성질이다.만능시험기를 통해 하중을 가하면서 Elongation을 직접 측정해 Stress와 Strain을 계산해보았다. 그래프가 완전한 직선 관계를 구현하지 못하였는데, 여기서 오차가 발생한 것을 알 수 있다. 오차 발생 요인으로 시험기의 하중을 가할 때 해당 값에 눈금을 완벽하게 맞추지 못한 점, 시험기의 고장, 응력이 균일하지 않은 점 등이 생각된다.

공학/기술| 2024.07.04| 5페이지| 2,500원| 조회(101)

인장시험, 연성, Tensile Test, 연성 금속

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브리넬 경도 시험

브리넬 경도 시험 (Brinell hardness test)1. 실험목적브리넬 경도시험기의 원리, 구조 및 기능을 이해하고 그 조작법을 익혀 각종 공업재료의 브리넬경도값을 정확히 측정할 수 있는 능력을 기르는데 목적이 있다.2. 관련이론Ball indenter (압자)Ball Size는 직경(1, 2.5, 5, 10) mm 크기의 초경합금구(텅스텐볼)를 사용하며 기호는 HBW로 표기한다.*(과거에는 일반강구(STEEL BALL)를 사용하였으며, HBS 또는 HB로 표기했다.)경도 계산3. 측정장비실험장치 설치4. 실험방법① 시험하중(500kgf)[1kgf=9.8N]를 우선 선정한 후 추걸이를 본체 위에 올려놓는다. 그 다음 양쪽에 동시에 같은 무게의 추를 올려 놓는다.② 압자(Steel, Aluminum)를 선정하여 압자홀더에 결합시킨다.③ 앤빌을 스크류 상단에 결합시킨다.④ 시료를 앤빌 위에 올려놓고 스크류 핸들을 시계방향으로 돌려 스크류를 상승시켜 압자와 시료를 가볍게 접촉시킨다.⑤ 타이머를 설정하여 하중유지시간을 15초로 설정한다.⑥ 강구 압자와 시료가 밀착되면 START 버튼을 누른다.⑦ 스크류 핸들을 시계반대 방향으로 돌려 시료를 꺼낸 후 계측 현미경으로 직경을 측정한 후 기계 우측에 부착되어 있는 환산표 또는 매뉴얼의 참고표를 참고하여 경도값을 읽는다.5. 실험결과계산된 경도값:Aluminum BHN : 7.05Steel BHN : 16.07※ 브리넬 경도 시험에서 시험하중 500kgf, 압자의 직경 10mm을 사용하였다.경도값은 시험하중[N][kgf]을 표면적()으로 나눈 값이다.6. 실험고찰 (아래 질문을 중심으로 의견 기술)경도 시험의 주 목적은 무엇일까?브리넬 경도 시험은 피 측정물에 압자를 눌러서 이때 가한 하중과 하중에 의해 발생되는 압입자국을 이용하여 경도를 측정하는 방법이다. 여기서 경도는 국부 소성변형에 대한 재료의 저항성으로, 경도 시험을 통해 간단히 측정할 수 있다. 경도 시험은 일반적으로 경도값뿐만 아니라 강도, 내마모성, 변형저항 등 재료의 다양한 성질을 알기 위해 수행된다. 경도 시험을 통해 측정된 경도를 통해 재료 및 소재의 잔여 수명 또한 예측할 수 있어 산업현장에서 경도 시험은 유용하게 사용되고 있다.경도 시험중 측정오차는 주로 어디에서 발생될까?경도 시험에서는 여러가지 요인에 의해 오차가 발생할 수 있다. 실험자가 압입자국의 직경(d)를 측정할 때 육안으로 측정함으로써 발생할 수 있는 미세한 오차나, 시험하중을 시편에 가할 때 하중을 가하는 추에 외부의 힘이 작용되어 하중에 이상이 생길 경우, 시편을 주조할 때 시료 표면과 내부의 불균일성이 발생한 경우 등 오차가 발생할 수 있는 요인은 다양하다. 하지만, 경도 시험 중 측정오차는 시편에 의해 주로 발생된다. 시편이 실험기에 수평으로 고정된 상태이어야 하며, 시편의 표면(윗면)은 이물질과 윤활제가 제거된 상태이어야 하고 편평하여야 한다. 또한, 시편은 시험 하중의 영향을 받아 시편의 뒷면에 볼록하게 변화가 일어나지 않도록 충분한 두께를 가져야한다.강도와 경도의 차이는 무엇일까?경도는 깎여서 만들어진 기계적인 자국이나 마모에 의해 유도되는 플라스틱 변형에 대한 저항의 척도이다. 강도는 압축, 인장, 비틀림 등의 하중이 재료에 걸렸을 때, 재료가 파괴되기까지의 변형에 대한 저항의 척도를 나타낸다.일반적인 강(steel)의 경도값을 높이기 위해서는 어떤 방법이 있을까?시험 하중을 증가시키거나 압자의 직경을 작은 것을 사용한다.열처리도 경도값을 높이기 위한 방법 중 하나이다. 열처리는 금속의 특성을 의도에 맞게 변경하는 공정이다. 열처리를 통해 탄소를 더 많이 흡수할 수 있게 되어 경도가 증가한다.다른 금속(구리, 망간, 인 등)과 합쳐 합금의 형태로 만들면, 강(steel)의 성질에 영향을 미쳐 경도와 강도가 증가하게 된다.참고문헌브리넬 경도 시험 강의자료김성훈, 최열, 권동일. (2004). 계장화압입시험법을 이용한 비압흔관찰 브리넬 경도 평가. 대한기계학회 논문집 A권, 28(5), 578-585.네이버 지식백과위키백과LINKUN METAL SUPERMARKETS; Hyperlink "http://ko.lksteelpipe.com/news/how-to-improve-the-hardness-of-steel-pipe-5942670.html" http://ko.lksteelpipe.com/news/how-to-improve-the-hardness-of-steel-pipe-5942670.html기계금속재료편람(저자:노수황)철강 및 비철금속재료 규격편람(저자:노수황)

공학/기술| 2024.07.04| 4페이지| 2,500원| 조회(222)

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