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중앙대/ 수치해석 과제3 matlab코드 포함

풀이프로그램function [L,U] = lum(A)[m,n] = size(A);if m~=n, error('matrix A must be square'); endsave lum_output.txtfin01 = fopen('lum_output.txt','wt');iter = 0;fprintf(fin01, 'U and L (forward elimination)n')L=eye(n);% forward eliminationfor k = 1:n-1for i = k+1:nfactor = A(i,k)/A(k,k);A(i,k:n)= A(i,k:n)-factor*A(k,k:n);L(i,k) = factor;iter = iter+1;fprintf(fin01,'iter%dn', iter);for y = 1:nfor x =1:nfprintf(fin01, '%ft', A(x,y));endfprintf(fin01, 'tt');for x = 1:nfprintf(fin01, '%ft',L(x,y));endfprintf(fin01,'n');endendendU = A;Fclose(fin01);End검증실행결과>> 실행결과와 손으로 푼 결과가 같다.프로그램function x = lusol(A,b)[m,n] = size (A);if m~=n, error ('Matrix A must be square'); endsave lusol_output.txtfin01 = fopen('lusol_output.txt','wt');[L,U] = lum(A);fprintf(fin01, 'forward substitution “d”n')for i = 1:nfor j = i:n-1fprintf(fin01,'%3f d%d + ', L(i,j),j);endfprintf(fin01,'%3f d%d = %3fn' , L(i,n),n,b(i,1));endfprintf(fin01, 'd=n')aug=[L b];d= zeros(n,1);d(1)= aug(1,n+1);for i = 2:1:nd(i)= aug(i,n+1)-(aug(i,1:i-1)*d(1:i-1));endfor y = 1:nfprintf(fin01, '%fn',d(y,1));endfprintf(fin01, 'n back substitution “x”n')for i = 1:nfor j = 1:n-1fprintf(fin01 , '%3f x%d + ' ,U(i,j),j);endfprintf(fin01, '%3f x%d = %3fn',U (i,n),n,d(i,1));endfprintf(fin01, 'x=n')aug2=[U d];x=zeros(n,1);x(n)=aug2(n,n+1)/aug2(n,n);for i = n-1:-1:1x(i)=(aug2(i,n+1)-aug2(i,i+1:n)*x(i+1:n))/ aug2(i,i);endfor y=1:nfprintf (fin01, '%fn' , x(y,1));endfclose(fin01);end검증>> 실행하여 나온 값과 손으로 푼 결과값이 동일하다.프로그램function inv_A=invm(A)[m,n] = size(A);if m~=n , error ('matrix A must be square'); endsave inverse.txtfin01 = fopen('inverse.txt','wt');b=eye(n);X=eye(n);for i=1:nc=b(1:n,i);X(1:n,i)=lusol(A,c);endinv_A=X;fprintf(fin01, '[A]n');for j = 1:nfor i = 1:nfprintf(fin01 , '%ft' , A(j,i));endfprintf(fin01,'n');endfprintf(fin01, 'n');fprintf(fin01, '[A^-1]n');for j=1:nfor i =1:nfprintf(fin01, '%ft' , X(j,i));endfprintf(fin01,'n');endfclose(fin01);end검증Matlab 내장 inv함수 결과Invm 함수 결과>> 두 결과가 동일하다.프로그램function x=jc(A, B, x0, lamda, es, maxit)[m,n]=size(A);[p,q]=size(B);if m~=n, error('Matrix A must be square'); endif p~=n, error('Matrix B must be n * 1'); endif (lamda2), error('lamda must be 0

공학/기술| 2019.04.11| 10페이지| 1,000원| 조회(361)

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중앙대/수치해석 과제2 matlab코드포함

풀이프로그램function [L,U] = lum(A)[m,n] = size(A);if m~=n, error('matrix A must be square'); endsave lum_output.txtfin01 = fopen('lum_output.txt','wt');iter = 0;fprintf(fin01, 'U and L (forward elimination)n')L=eye(n);% forward eliminationfor k = 1:n-1for i = k+1:nfactor = A(i,k)/A(k,k);A(i,k:n)= A(i,k:n)-factor*A(k,k:n);L(i,k) = factor;iter = iter+1;fprintf(fin01,'iter%dn', iter);for y = 1:nfor x =1:nfprintf(fin01, '%ft', A(y,x));endfprintf(fin01, 'tt');for x = 1:nfprintf(fin01, '%ft',L(y,x));endfprintf(fin01,'n');endendendU = A;end검증실행결과교제에 나와있는 결과literationXlxuxrEa(%)Et(%)101.30.65100.03520.651.30.97533.32.530.9751.31.137514.313.840.9751.13751.056257.75.650.9751.056251.0156234.01.6>> 실행결과와 교재의 결과가 같다.프로그램function root=mfalse(func,xmin,xmax,n)%임의의 function 을 입력받아 False Position method 를 이용하여 root 를 return 하는 함수xl = xmin;xu = xmax;fin01=fopen('output_false.txt','wt');fprintf(fin01,'lterationtxlttxuttxrttEa(%%)n');es = 0.5*10^(2-n);xr = xl;iter = 0;if func(xl)*func(xu) > 0,error('범위설정을 다시하세요'),endwhile(1)xold = xr;xr = xu-(func(xu)*(xl-xu))/(func(xl)-func(xu));iter = iter+1;if xr==0,end;ea = abs((xr-xold)/xr)*100;fprintf(fin01, '%dt%ft%ft%ft%fn',iter,xl,xu,xr,ea);if func(xl)*func(xr) 0xl=xr;elseea = 0;endif ea> 실행하여 나온 값과 교재의 결과값이 동일하다.프로그램function root=modi(func, x0, n)%임의의 function 을 입력받아 modified secant 법을 이용하여 root 를 return 하는 함수fin01=fopen('output_modi.txt','wt');fprintf(fin01,'lterationtxoldttf(xold)tdeltattf''(xold)txrttEa(%%)n');es = 0.5*10^(2-n);xr=x0;iter=0;while(1)xold = xr;delta=0.01*xr;a=(func(xr+delta*xr)-func(xr))/(delta*xr);xr = xr-(delta*xr*func(xr))/(func(xr+delta*xr)-func(xr));iter=iter+1;if xr~= 0ea = abs((xr-xold)/xr)*100;elseea=0;endfprintf(fin01,'%dt%ft%ft%ft%ft%ft%ftn',iter,xold,func(xold),delta,a,xr,ea);if ea

공학/기술| 2019.04.11| 8페이지| 1,000원| 조회(429)

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고체재료실험 - 충격실험 결과보고서 평가B괜찮아요

1. 실험 목적충격실험은 재료를 충격적으로 파단할 때 충격흡수에너지의 크기로 재료의 연성 또는 인성의 판정을 위한 실험이다, 인장시험만으로는 동적 하중과 같은 충격저항에 대한 측정이 불완전하기도 하고, 동일 재료라 하더라도 열처리와 같은 외적 조건에 따른 인성의 변화를 알기 위하여 충격시험이 필요하다. 이번 실험에서는 v-notch형상의 각각 다른 열처리 방법을 거친 탄소강의 시편을 가지고 충격흡수에너지를 분석한다.2. 각 시편 별 충격흡수에너지를 계산하시오.Charpy충격 실험은 아래의 Fig.1처럼 충격 전과 후의 pendulum의 위치에너지의 차이를 이용해 시편에 가해진 충격에너지를 측정하는 실험으로 다음과 같은 공식으로 충격에너지를 구한다.에너지 명칭공식충격 전 위치에너지E0=mgL(1-cosα)충격 후 위치에너지Ef=mgL(1-cosβ)시편이 흡수한 충격에너지E=E0-Ef=mgL(cosβ-cosα)표.1 시편이 흡수한 충격에너지 및 전 후의 위치에너지 공식.Fig.1 Charpy test 시편과 시편 각부 호칭 및 pendulum의 제원위에서 보면 우리가 이번 시험에 사용한 pendulum은 26.14kg이고 L에 해당하는 pendulum의 길이는 0.635m이고 pendulum까지 포함한 전체 길이는 0.75m이다. 이것을 바탕으로 위의 표.1의 식에 넣어서 확인해보면 된다.Charpy 충격 실험을 해본 결과 우리는 2개의 시편에 대해 1번 시편, 2번 시편으로 명명하고 1번시편은 60도의 각도를 주어 충격시키고 2번 시편은 40도의 각도를 주어 충격 시켰다. 이러한 충격각도를 다르게 둔 이유는 2번 시편의 경우 60도에서 충격하게 되면 시편이 사람 무릎위로 튀어 안전상의 문제로 40도의 각도를 두었다. 하지만 공기 마찰에 의한 마찰에너지가 매우 작기 때문에 시편의 충격에너지를 구하는데 큰 영향이 없다. 이는 실험 전 허공에서 각 각도에 대해 한번씩 pendulum을 떨어 트렸을 때 α=β를 유지하기에 그렇다.시험 결과 1번 시편의 경우 pendulum을 떨어 트리기 전에는 α=60도 였는데 시편과 충돌 이후 β=47도가 되었고 2번 시편의 경우 pendulum과 충돌후 α=40도 였는데 시편과 충돌 후 β=38도가 되었다.1번 시편2번 시편충격 전충격 후표.2 1번 시편과 2번 시편의 충돌전과 후의 각도위의 표.2를 보면 각 시편 별 충격 전후의 에너지와 각도를 알 수 있다. 이를 표.1의 공식에 넣어 최종적인 충격 에너지를 구해 볼 수 있다. Ef-E0=E로 여기에 각 수치를 대입하면 1번 시편의 경우 29.6357J의 충격에너지를 흡수 했음을 알 수 있고 2번 시편의 경우 3.577J을 흡수 했음을 알 수 있다.위의 과정을 통해 우리는 충격에너지를 구 할 수 있었다. 하지만 2개의 시편은 각각 다른 열처리 과정을 받았고 이로 인해 흡수 할 수 있는 충격에너지, 즉, 인성이 서로 다른 것을 알 수 있다.1번 시편이 2번시편에 비해 충격에너지가 무려 8배 이상 큰 것을 알 수 있고 또한 인성 차이로 인해 1번 시편은 normalizing한 시편이고 2번 시편은 quenching한 시편임을 알 수 있다.3-1. 굽힘 실험 결과 값3. 위 계산과 같이 충격흡수에너지의 차이가 발생하는 이유에 대해 설명하시오.빔 규격 : 20mm * 5 mm빔의 영 계수 : 207 GPa단면 2차 모멘트 : 2.083 * ()브릿지 연결 : R1 : R , R2: Y R3 : B R4 : G하중의 위치 : 350mm하중(g)힘(F)변형눈금(출력전압(굽힘 모멘트(Nm)계산된스트레스(MPa)계산된 변형(오차율(%)00.000000500.*************.*************.*************.9620444822502.4525556043002.9430667233503.4335788434003.9240899644504.4*************4.90501111204노멀라이징 처리한 시편을 연성재료, 퀜칭 처리한 시편을 취성재료로 나눌 수 있다. 인성은 단위 부피당 파단이 일어날 때까지 가해진 에너지로 이번 실험에서 충격 흡수에너지에 해당된다.첫번째, 강을 노멀라이징 처리하게 되면 결정립을 미세화시켜 잔류응력을 없앤다. 이로써 취성이 저하되고 강도와 인성이 증가된다. 노멀라이징 처리한 시편은 충격 흡수 능력이 크기 때문에 높은 충격흡수 에너지 값을 가진다.두번째, 퀜칭은 강의 경도와 강도를 증가시키기 위한 것이다. 강의 담금질 온도가 너무 높으면 오스테나이트 결정입자가 성장하여 담금질 후에도 기계적 성질이 나빠지고 균열이나 변형이 일어나기 쉽다. 퀜칭 처리한 강은 경도가 증가된 반면에 깨지는 성질인 ‘취성’도 증가하게 되는데 표면에 잔류 응력이 남아 있으면 불안정하여 파괴되기 쉽다. 따라서 퀜칭 처리한 시편은 경도는 크지만 충격 흡수 능력이 작기 때문에 낮은 충격 흡수 에너지 값을 가진다.실험 결과로부터 1번 시편의 충격흡수에너지가 29.6357J, 2번 시편의 충격흡수에너지가 3.577J이었는데, 1번 시편의 충격흡수에너지가 2번 시편보다 8배 이상 높은 것으로 보아 1번 시편이 노멀라이징 처리를 하여 연성 성질을 갖게 된 시편이고 2번 시편이 퀜칭 처리를 하여 취성 성질을 갖게 된 시편임을 알 수 있다. 또한 1번 시편은 줄어든 각도 값이 13o 이고, 2번 시편은 2o 가 줄어들었다. 이 결과로부터 줄어든 각도 값이 큰 1번 시편은 노멀라이징 처리 한 시편이고 줄어든 각도 값이 작은 2번 시편은 퀜칭 처리한 시편임을 알 수 있다.4. 샘플의 파단면을 관찰하고 각 샘플 별 특징을 설명하시오.Fig.2. 첫번째 시편의 파단 면 Fig.3. 두번째 시편의 파단 면첫번째 시편의 파단면을 관찰하게 되면 비교적 평평하고 깔끔하게 파괴되어진 모습을 볼 수 있다. 또한 노치부분을 시작으로 파단이 나타났다. 이러한 점을 봤을 때 이러한 단면은 취성 파괴가 일어났을 때 볼 수 있다. 따라서 이 시편은 퀜칭 열처리를 한 시편으로 볼 수 있다. 취성 재료는 입자가 조밀해서 경도가 크다. 하지만 파괴될 때 입자가 빠르게 끊어져 위 그림과 같은 파단면을 확인할 수 있다.두 번째 시편의 경우 파단면이 평평하지 못하고 불규칙적으로 찢어져 있는 모습을 볼 수 있다. 이러한 점을 봤을 때 이러한 단면은 연성 파괴가 일어났을 때 볼 수 있다. 따라서 이 시편은 노멀라이징 열처리를 한 시편으로 볼 수 있다. 연성재료는 파괴가 일어날 때 입자 내 원자들끼리 서로 붙잡는 현상이 나타난다. 따리서 파단면이 불규칙적이고 찢어지는 듯한 모습으로 파괴된다. 그리고 취성 재료에 비해 파괴가 잘 일어나지 않는다.출처http://tudasbazis.sulinet.hu/hu/szakkepzes/gepeszet/gepeszeti-szakismeretek-3/utomunka-vizsgalat-technologiaja/utomunka-vizsgalat-celja-es-berendezese-PAGE * MERGEFORMAT1-

공학/기술| 2019.04.11| 5페이지| 1,000원| 조회(270)

충격실험, 고체재료실험, 고체 재료 실험 충격실험 충격 결과, 충격실험 결과보..

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고체재료실험 - 인장시험 결과보고서

1. 실험목적재료의 기계적 거동은 가해진 인장, 압축, 혹은 다축 응력 조건하에서 소재의 변형과 파괴특성에 의해 표현된다. 이와 같은 기계적 거동은 금속학적 변수, 소재의 다양성, 시험 방법, 그리고 응력의 속성 등을 포함한 다양한 요인들에 의해 영향을 받는다. 그중 인장시험은 재료의 기계적 성질을 알아보는 대표적인 실험방법으로서 이번 실험에서는 퀜칭, 노멀라이징 서로 다른 열처리를 한 두 개의 금속시편을 사용하였고, 이 시편에 축 방향으로 인장하중을 서서히 가해서 파단 될 때까지 계속 하였다. 이때 각각 시편의 실험결과 데이터를 분석하고, 지금까지 배운 내용과 비교해 봄으로써 시편의 소재가 연성인지 취성인지 예상해보고 또한 연신율, 항복점, 인장강도, 단면수축률 등의 다양한 물성을 직접 계산해봄으로써 금속의 인장 특성을 학습하는 것을 실험의 목적으로 한다.2. 기초이론 : 응력-변형률 선도응력-변형률 선도(Stress-Strain Curve)응력-변형률 선도란 인장하는 힘의 크기와 시편 변형률의 기록도이다. 하중을 y축으로, 연신을 x축으로 하여 나타낸 선도로, 응력(Stress)이 커지면 변형률(Strain)도 커지며, 그 재료가 견딜 수 없는 응력에 도달하면 파단된다.Elastic zone탄성 변형 구간이라고 하는 이 구간에서는 응력과 변형률이 선형적으로 비례한다. 하중이 제거될 경우 재료가 원상태로 돌아오게 된다. Proportional limit를 비례한도라 하며 응력과 변형량이 정비례 관계를 유지하는 한계점의 응력을 뜻한다.Plastic zone소성 변형 구간이라고 하며 이 구간을 지나면 응력을 제거해도 돌아오지 않는 영구 변형이 일어나기 시작한다.Strain hardening zone변형 경화 구간이라고 하며 이 구간에서는 재료의 결정구조의 변화가 시작되는 구간이다. 이 구간에서 재료는 더 큰 변형에 대한 재료의 저항력이 증가하기 때문에 인장하중이 증가해야 시편의 신장량이 증가하게 된다.Failure zone네킹현상이 발생하는 구간으로, 네킹으로 때의 응력이 극한 강도가 된다.3. 실험 순서 및 방법 설명a. 실험 순서열처리한 인장 시편을 준비한다.시편의 파단점이 생성되는 중앙부를 연마지(sand paper)를 사용하여 표면에 존재하는 결함, 불순물 등을 최대한 제거한다. 이때 연마지는 입자가 굵은 것부터 고운 순으로 사용한다.Normalizing한 시편의 중점을 기준으로 상/하 25mm의 거리를 표시한다. (연신계 장착점)연신계 장착점의 지름을 측정한다. (위, 가운데, 아래 지름의 평균 값)시편 양쪽을 인장시험기의 그립(grip)에 물린다. 시편은 상부를 먼저 그립에 장착 후 crosshead를 낮은 속도로 하강 시켜 하부를 고정시킨다.실험 기기를 0점으로 세팅 후, test를 시작 한다.test가 끝나면 결과를 저장하고 시편을 제거한다.실험 후 시편의 연신계 장착점의 지름변화 및 길이, 파단 된 부분의 변화를 찾는다.시험 결과 값과 응력-변형률 선도를 확인한다.다른 열처리를 한 시편도 위의 과정을 반복한다.b. 시편 준비이번 인장 실험은 노멀라이징(Normalizing) 열처리가 된 시편과 퀜칭(Quenching) 열처리가 된 시편을 각각 하나씩 준비한다. 준비한 시편을 시편 표면의 scratch가 최대한 제거 되도록 입자가 굵은 연마지부터 낮은 연마지를 단계적으로 사용하여 표면에 존재하는 결함이나 불순물들을 제거한다. 이때 과도하게 힘을 주어서 연마하면 축이 휘어 인장 실험 시 원하는 결과를 얻지 못할 수 있으므로 주의하여 표면을 다듬는다.시편의 연마 준비가 끝나면 연신계를 장착할 지점으로 시편 중점 기준 상/하 25mm 거리 의 지점을 표시하고 시편의 길이, 지름, 중심의 지름을 측정하여 기록하여 둔다.c. 시편 장착위의 과정을 거쳐 준비된 시편을 시험기에 장착한다. 이때 시편의 위쪽을 인장 시험기 상부 그립에 먼저 물린 후, 천천히 내려 하부 그립 중앙에 위치시킨 후 고정시켜준다. 이때 빠른 속도로 하강 시켜 중심축을 맞춰주지 않으면서 내리면 다른 곳에 닿아 부러질 수 있으니 주의하여 조작값을 저장한다. 그 후에, 시편을 시험기에서 분리하고 시험기를 정리한다.4. 실험 결과 및 계산- 탄성계수매트랩을 이용한 그래프의 기울기를 이용하여 엑셀 파일에서 Young’s Modulus를 계산하였다.nomalizing시편 : 지름 8.0mm -> 단면적 - 50.26549 -> E=231.04Gpaquenching시편 : 지름 5.8mm -> 단면적 - 26.421초기 시편 길이는 25mm이고 실험 후 측정한 시편 길이 또한 25mm로 나왔다. 그러므로 strain이 0이고, 따라서 Young’s Modulus가 무한대 값을 얻었다. 이론적으로는 연성재료에 비해 매우 큰 값을 가진다.- 항복강도하항복점의 좌표를 통해 힘을 단면적으로 나누어 항복응력을 구하였다.=398.2852GPa- 인장강도매트랩을 이용해 최대하중을 구하고 그 값을 단면적으로 나누어 계산하였다.Nomalizing Quenching- 연신율- 단면적 감소율초기 지름 : 8.0mm -> 실험 후 지름 : 5.4mm- 파단면 관찰먼저 nomalizing된 시편은 배웠던 내용과 유사하게 아래 그림과 같이 연성파괴 소성변형이 일어나면서 necking이 발생하였고, 마지막에 볼록한 부분과 오목한 부분으로 파괴가 일어났다.하지만 quenching된 시편은 배웠던 내용처럼 취성파괴가 flat한 단면으로 일어나지 않고 비스듬히 45도 각도 정도로 파괴 되었다. 이런 현상이 일어난 가장 큰 이유는 시편을 준비하면서 사포로 표면을 다듬을 때 힘을 고르게 주지 않아 얇은 가운데 시험부분이 약간 휘어지게 되었고 그로 인해 파괴시험기계에 시편을 장착했을 때 잡아주는 양쪽 부분에서 굽힘 모멘트가 발생하였고, 기계를 작동시켰을 때 인장방향의 수직응력과 굽힘 모멘트 두 가지 힘을 동시에 받아서 이러한 현상이 발생한 것으로 보인다.5. 고찰 및 결론- 본 실험을 통해 얻은 재료의 물성과 교과서 등의 자료에서 얻은 결과를 비교한 후 만일 차이가 있다면 왜 차이가 발생했는지 그 가능성에 대해 서술하시오.본 실험을 통해 얻은가 발생한 이유는 신율계의 측정가능 유효숫자의 한계 때문에 정확한 결과값을 얻을 수 없었다. 또한 시편 표면을 연마하는 과정에서 단면적이 고르지 않게 되었고, 시편 구조상에 휨 등과 같은 문제로 인하여 오차가 발생하였을 것이다.-인성(toughness)의 정의와 응력-변형률 선도와의 관계를 서술하시오.인성이란 물리학적으로 재료가 지닌 점성의 강도, 재료의 강인성의 정도이고, 휘거나 비틀기, 구부렸을 때 버티는, 다시 말해 외력에 의해 파괴되기 어려운 재료의 성질을 말한다. 재료에 힘을 가하면 처음에는 탄성변형이 일어나고 항복점 이후에는 소성변형이 일어나 그 이 후에는 파괴된다. 따라서 인성은 힘이 시작점부터 파단점까지 증가했을 때 재료가 파괴되는데 필요한 단위부피당 에너지의 크기라고도 할 수 있다. 응력-변형률 선도에서 응력-변형률 곡선의 밑면적은 재료의 인성을 나타낸다. 따라서 인성은 파단점 이전, 재료가 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있느냐에 대한 척도로 볼 수 있다. 즉, 금속의 극한강도와 연성이 클 때 인성 또한 커질 수 있다.-탄성 변형률 회복(elastic strain recovery)에 대해 설명하고 이것이 갖는 중요성을 서술하시오.: 하중을 가한 후의 항복 응력: 하중을 가하기 전의 항복 응력탄성 변형률 회복(Elastic Strain Recovery)이란?- 재료에 하중을 가하여 변형이 발생했을 때에, 하중이 제거되면 그 변형이 탄성적으로 다시 돌아오는 것을 말한다.- 만약 하중이 항복 응력 지점(Yeild Strength) 지점을 넘어 1->2->3의 경로를 통하여 작용 하였다면, 영구변형(Plastic Deformation)이 발생 하여, 재료는 3->2->1의 경로를 따라 회복하는 것이 아니라, 3->4의 새로운 점선의 형태를 따라 회복하게 되고 이때 만큼의 영구 변형이 생긴다.중요성- 재료가 탄성 변형률 회복 성질을 가지지 못한다면, 반복적인 하중에 의해서 계속해서 영구 변형이 발생할 것이고, 얼마 가지 못해 파단날 것이다. 이러한 것enging)이라고 한다.- 본 인장 실험을 통해 알게 된 바를 공학적인 관점에서 서술하시오.이번 실험을 통하여 우선, 같은 금속이라도 열처리 방법에 따라서 연성을 갖게 하거나 경도를 높여서 취성을 갖게 하여 다른 성질을 갖게 유도 할 수 있다는 점에 대해서 알 수 있었다. 노말라이징(Normalizing) 시편을 사용한 인장실험을 통해 연성인 물질은 소성변형을 일으키면서 에너지를 흡수하는 것과 파단 전 네킹에 의한 변형을 눈으로 관찰할 수 있다는 점, 항복강도와 인장강도를 알 수 있으므로 항복 강도 이상의 힘을 이용하여 금속에 영구 변형률을 남김으로서 항복강도를 높일 수 있다는 것을 알게 되었다.퀜칭(Quenching) 처리한 인장실험을 통해서는 취성인 물질은 연성인 물질보다 인장강도는 좋으나 인장강도 이상에서는 소성변형을 일으키지 않고 파손되므로 눈으로 관찰하기 어려웠다.이러한 성질들을 통해서 실생활 속에서 부품이나 재료를 선택 시에 연성인 재료를 선택하면 그 건축물이나 물건이 파손되려고 하면 네킹이 일어나 미리 방지 할 수 있다는 장점이 있지만 취성인 재료보다 인장강도가 약하기 때문에 상대적으로 더 낮은 하중에서 버티기 힘들다는 단점이 있었다.그 외의 가공 방법에 따라 같은 물체여도 조직이 달라져서 물질의 성질이 다르게 나타나는 것을 알게 되었다. 그리고 이를 통해 설계를 할 때 환경에 맞춰서 각 재료들의 장단점을 잘 고려하여 최적의 재료와 가공 방법을 선택 하지 않으면 사용자의 안전이 위험해 질 것 같다는 생각을 했고 이러한 사실을 간과하지 않고 인명, 재산피해를 줄인다는 공학인의 사명감을 느끼게 되었다.출처 Hyperlink "https://blog.naver.com/tmdgus6831/220678656685" https://blog.naver.com/tmdgus6831/220678656685https://www.substech.com Hyperlink "http://www.setareh.arch.vt.edu/safas/fdmtl_imgs/youngs

공학/기술| 2019.04.11| 11페이지| 1,000원| 조회(599)

인장시험, 고체재료실험, 고체 재료 실험 인장실험, 인장시험 결과보고서

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고체재료실험 - 경도실험 결과 보고서 평가A좋아요

1. 실험 목적재료의 다른 기계적 성질과 밀접한 관계를 갖고 있는 경도(hardness)는 변형에 대한 저항의 정도로 정의 되지만, 정도 값을 측정하는 시험종류에는 그 측정원리에 따라 정적 압입 경도시험법과 충격 압입 경도시험법 또는 반발 경도시험법이 널리 이용되고 있으며, 그 중 정적 압입 경도시험법인 Rockwell hardness test 와 Micro Vickers hardness test 의 측정원리를 이해하고, 그 경도 시험법을 익혀 재료의 재질 별 경도 값을 구하기 위한 실험이다.2. 경도 측정 기초 이론경도(Hardness)는 재료의 기계적 성질을 알아내는 가장 간단한 방법으로 재료 시험에서는 중요한 역할을 한다. 그러나 경도의 본질적인 물리적 의의는 현재까지 확립되어 있지 않다. 다만 경도에 관한 기초가 되는 정의는 ‘물체를 다른 물체로 눌렀을 때 그 물체의 소성변형에 대한 저항력의 크기로서 규정한다.’ 이다. 따라서 경도에 관한 이론적 측정법은 모두가 이 개념에 바탕을 두고 있다. 실용상의 경도는 항상 사용하는 측정 방법을 메모해서 상호 비교하는 것이 보통이다. 다음은 이번 실험에 사용되는 시험들이다.(1) Rockwell hardness test이 시험법은 매우 간단하고 특별한 기술이 필요하지 않기 때문에 가장 널리 사용되는 시험법이다. 시험 방법은 다이아몬드 콘, 강 또는 초경합금 볼 등의 압자에 일정량의 초기하중(minor load)으로 시험편에 압입한 뒤, 초기하중에 시험하중(major load)을 더하여 재압입 한다. 이 때의 변형은 탄성 변형과 소성 변형이 동시에 일어난 상태이다. 그 후 시험 하중을 제거하면 초기하중만 작용하는 상태가 되어 탄성 변형은 회복되고 소성 변형만 남게 된다. 최종 압입 깊이를 측정한 다음 초기하중에 의한 압입 깊이를 빼주면 영구 변형에 의한 최종 압입 깊이가 된다. 이 최종 깊이를 다음 식에 대입하여 Rockwell 경도(HR)을 얻는다.(h는 최종 압입 깊이이며, N과 s는 상수이다)(2) Micro Vickers hardness testMicro Vickers 경도는 대면각이 136˚인 피라미드형 다이아몬드 압자를 재료의 면에 살짝 대어 눌러 피트(pit)를 만들고, 하중을 제거한 후 남은 영구 피트의 표면적으로 하중을 나눈 값으로 경도의 크기를 나타낸다. 하중을 P㎏, 피트의 대각선의 길이를 d㎜라 하면, Vickers 경도 HV는 다음과 같다.피트가 닮은꼴이 되므로 하중의 크기에 관계없이 경도의 수치가 일정해지는 것이 특징이다. Micro Vickers는 하중 1㎏ 이하에서 사용할 수 있는 미소경도 시험기(Micro Vickers hardness test)를 이용하여 측정한 경도라는 것이 일반 Vickers 경도와 다른 점이다. 하중의 크기를 작게 하면 제품의 면에서 직접 경도를 측정할 수가 있고, 피트가 작으므로 시험면의 경도분포를 구하거나 조직의 작은 부분의 경도를 구할 때에도 사용할 수 있다.3. 실험 순서 및 방법(1) rapping과 polishing작업을 거친 normalizing과 quenching된 두 개의 시편을 준비한다.(2) Rockwell 경도 시험① Rockwell 경도 시험기에 시편을 장착한다. 우리가 사용한 Symbol의 scale은 C scale로 Indenter는 Diamond, Minor load=10kg, Major load=100kg 이다.② 처음 걸리는 부분까지 레버를 천천히 당겨 pre-load를 건다.③ 두번째 걸리는 부분까지 레버를 당겨 2초간 major load를 걸고 레버를 놓는다.④ 측정된 결과값을 기록한다. 시편을 조금 이동시킨 후 ①~③과정을 반복한다. 한 명당 한 번씩 8번을 측정하였다.(3) Micro Vickers 경도 시험① Micro Vickers 경도 시험기에 시편을 장착하고 초점을 맞춘다.② 화면에 보이는 두개의 선을 겹치게 맞춘 후 영점조절을 한다.③ Start버튼을 눌러서 10초간 하중을 가한 후 압흔을 얻는다.④ 화면에 생긴 마름모꼴 압흔을 두개의 선을 이용하여 대각선 길이 D1과 D2를 측정한다.⑤ 하중과 D1, D2값을 이용하여 결과를 계산한다. ①~④과정을 3번 반복한다.4. 실험결과 및 계산(1) Rockwell 경도 시험DisplayRockwell 경도실험 후 시편- 앞서 2-(1)에서 알아본 Rockwell 경도식을 따라 계산되어 Display에 출력 되는 값을 그대로 읽어 값을 구한다. 단위는 HRCNormalizing(Load : 1471N)Quenching(Load : 1471N)HRCHRC125.8154.7227.7254.0326.5356.4427.7462.1526.8552.7627.0661.2727.0759.7826.2855.5Aver.26.8Aver.59.1(2) Micro Vickers 경도 시험Display현미경으로 관측한 표면의 피트(pit)- 앞서 2-(2)에서 알아본 Micro Vickers 경도 계산법에 따라 계산하여 Display에 출력되어 나오는 값을 읽어 경도를 구한다.Nomalizing (Load : 1kgf)Quenching (Load : 1kgf)HVD1(um)D2(um)HVD1(um)D2(um)1689.649.853.911637.334.333.02575.256.6556.921718.132.832.93643.552.6554.731490.034.735.9Aver.636.1Aver.1615.15. 고찰 및 결론이번 경도 실험의 목적은 금속의 물리적인 특성인 경도에 대해 알아보고 특정 금속의 함량이나 가공(열처리) 방법에 따른 장단점을 앎에 있다. Rockwell hardness test 와 Micro Vickers hardness test를 통하여 퀜칭과 노멀라이징 처리가 된 두 금속의 경도를 측정해보았는데 각각의 가공 방법에 따른 경도와 충격값을 측정하고 가공 방법에 따른 재료의 물리적 특성을 중점적으로 알아보았다.- 준비된 샘플이 서로 다른 경도를 갖는 이유에 대해 설명하시오.이번 실험에서는 각각 퀜칭(Quenching)과 노멀라이징(Normalizing), 두 종류의 열처리를 한 시편을 준비했다. 실험 결과를 통해 퀜칭을 거친 시편이 노멀라이징을 거친 시편보다 강한 경도를 갖게 되는 것을 볼 수 있었고 각각의 샘플이 다른 경도를 갖는 이유는 다음과 같다.Quenching 시편경도가 높다는 것은 원자 딱딱하다는 의미가 아니라 구조상으로 slip이 발생하기 어렵다는 의미이다. 상온에서 Austenite화 상태인 아공석강을 온도를 급랭시키면 Martensite화 된 상태로 변태되는데 이 조직에서는 침입형 탄소 원자가 전위(dislocation)의 이동을 방해한다. 또한 BCC구조에서는 closed packed planes와 directions에 관해 다른 구조들에 비해 비교적 적은 수의 slip계로 인해 높은 경도와 강도를 갖게 된다.Normalizing 시편Normalizing은 가열된 금속을 서서히 냉각시켜 미세한 필라이트를 생성하는데 이 과정은 결정립을 미세화 시켜준다. 이러한 과정은 연성을 향상시키는데 도움이 되지만 경도에 증가와는 무관한 가공방법이라 볼 수 있다.- 금속 특히, 탄소강의 경도를 향상시키기 위한 방법에 대해 설명하시오(1) 금속에 불순물을 첨가하는 방법Si : 경도, 탄성 한도, 인장강도 증가, 연신율, 충격치 감소P : 강의 결정입자를 거칠게 한다. 경도와 인장강도 증가, 연성을, 상온에서 충격치 감소N : 경도와 강도 증가. 침탄법이라는 표면 경화법이 있다.(2) 강의 탄소 함유량에 따른 경도탄소강은 0.85%C까지는 탄소가 많아지면 강도와 경도가 증가.(0.85%C이하를 아공석강, 그 이상을 과공석강 이라고 한다.)탄소 0.04%~0.85%C의 압연강(아공석강)의 평균강도는 = 20+(100C%)[kg/mm^2](3) 열처리에 의한 경도 증가Quenching 법 - 철을 오스테나이트 형성 온도까지 가열한 후 급냉하면, 조직은 무확산 변태를 통해 BCC 결정구조의 마르텐사이트로 변하게 된다. 이 마르텐사이트는 탄소 원자가 철 원자의 틈을 꽉 메워주므로 철원자의 이동이 어려워져 경도 및 강도가 높아지게 된다.출처https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=reenact80&logNo=30031904577&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2Fhttps://blog.naver.com/touhou8464/140122103917[네이버 지식백과] 비커스 경도 [Vicker's hardness] (금속용어사전, 1998. 1. 1., 성안당)KRISS(한국 표준과학 연구원),『경도 측정의 개론』, 2012고체 재료 실험 (조민행 저)- PAGE * MERGEFORMAT2 -

공학/기술| 2019.04.11| 6페이지| 1,000원| 조회(253)

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