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자동차 전기 장치

..PAGE:1발표자 :( 201201940 기계 자동차 공학부 조 승 배 )Electrical Equipmentsof Automobile자동차 공학 개론...PAGE:2CONTENTSBattery1시동장치2점화장치3충전장치4등화 장치5..PAGE:3Battery 개요13화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환 시켜 저장하고 필요에 따라 전기적 부하에 에너지를 공급하는 2차 전지이다. * ( 1차 전지: 건전지와 같은 화학적 작용으로 전기를 발생 시키는 것)자동차의 전기적 부하에는 시동 장치,점화 장치, 조명 장치, 속도계, 유압계 등의각종 계기류,등 거의 모든 전기는 Battery에서 공급된다. 엔진이 정지 중일때 시동장치와 점화 장치에 전기가 공급된 후 일단엔진이 운전되면 크랭크 축에서의 회전력을이용하여 충전 장치와 발전 장치를 작동 시킴으로써 Battery 는 다시 충전 되고, 각종전기는 크랭크 축의 동력에서 얻어온다.축전지는 한 마디로 가동 장치의 전기 부하를 부담하며, 주행 상태에 따르는 발전기의출력과 부하와의 언밸런스(unbalance)를조정한다...PAGE:4Battery 구조14Battery 는 일반적으로 케이스와 격리판, 극판군, 단자 기둥 으로 구성 된다.(1) 케이스(case)케이스는 각 셀(cell)에 극판군을 넣은다음 합성수지 또는 에보나이트, 경고무등으 로 성형하고 있으며 케이스의 밑부분 엘리먼트 레스트(element rest)는극판 작용 물 질의 탈락이나 침전 불순물의 축적에 의한 단락을 방지한다.커버의 중앙부에는 전해액이나 증류수를 주입하기 위한 주입구(vent-plug)가있다. 플러그(plug)의 가운데 부분이나옆부분에 작은 통기 구멍이 있으며, 이구멍은 축 전지 내부에서 발생하는 수소 가스나 산소 가스를 방출하는 역할을 한다...PAGE:5Battery 구조152) 격리판(separator)격리판의 기능은 음양극판 사이에 끼워져 단락을 방지하는 것이다. 종류에는 강화 섬유 격리판, 고무격리판, 합성수지 격리판이 있다. 또한 격리판은셀 (cell) 이라고도 한다. (＋), (－)극판은 1장씩 서로 엇갈리게 조립되고 비교적 결합 력이 강한 음극판이 바깥쪽에 양극판을 보호하기 위하여 양극판보다 1장 더 많게 조립된다.승용차의 경우 셀을 6개를 직렬로 이어서 12V의 기전력을 얻을수 있다.(4) 컨넥터(connector) 및 단자기둥(terminal post)컨넥터는 각 셀을 직렬로 접속하기 위한 것이며 납합금으로 되어 있으며, 단자기둥 은 납합금으로 되어 있으며 외부 회로와 확실하게 접속 되도록 테이퍼로 되어 있 다. 축전지를 보고 단자를 식별하는 방법은 새겨진 문자를 보면 된다. 양극은 (＋) 가, 음극은 (－)가 되어 있다. 그러나 이 표시가 없다면, 단자의 크기와 색으로 구별 할 수 있다. 대개의 경우 양극단자의 직경은 크며, 음극단자는 작고, 양극단자는 적 갈색이며, 음극단자는 흑색이다...PAGE:6Battery 충전 및 방전16(1) 자기방전자기방전이란 충전된 축전지가 사용하지 않아도 조금씩 자연 방전하여 용량이 감소 되는 현상을 말한다. 이 현상의 원인은, 구조상 부득이하거나 불순물에 의한 방전, 단락에 의한 것등이 있을 수 있다. 이러한 자기방전량은 전해액의 비중이 높을수록,주위의 온도나 습도가 높을수록 많아진다. 보통 24시간 동안의 자기방전량은 실용 량의 0.3～1.5% 정도이다.(2) 황화현상황화현상이란 설페이션(sulphation)현상이라고도 하며, 축전지를 장시간 사용하지 않 고 놓아두면 자기방전으로 인하여 극판표면에 우유빛 부도성 황산납의 결정이 생기 는 것으로, 이 현상이 오래 지속되면 충전을 하여도 극판의 작용물질은 본래의 과 산화납이나 해면상납으로 되돌아가지 않게된다.(3) 축전지의 수명에 미치는 요인(＋)극판의 작용물질이 충방전에 의하여 팽창, 수축되도 이로 인하여 결합력이 약 한 과산화납이 부풀어 떨어진다. (－)극판의 해면상납은 수축에 의하여 다공성을 잃 는다. 또 기계적 진동에 의해 극판이 파손되거나, 앞서 말한 황화현상과 격리판의 변형 등이 있을 수 있 이하로 되었 을 때 실시한다.정전류 충전 : 충전전류는 축전지 용량의 1/10을 표준으로 하고 밤을 새워 충전 할 때는 표준충전전류의 1/2정도로 한다. 최대 충전 한도는 표준전류의 2배정도 이내로 한다정전압 충전 : 충전 전류를 전기간을 통하여 일정 전압으로 충전하는 방법이며 가스발생이 거의 없고 충전효율은 우수하나 충전 초기에 큰 전류가 흘러 축전지 의 수명에 영향을 크게 미치는 단점이 있다.급속충전 : 충전전류는 충전시간과 축전지의 방전시간에 따라 정해지나 용량의 1/2정도로 충전한다. 현재는 정전류 와 정전압 충전을 보완한 준 정전압 충전법이 많이 쓰이고 있다. 준 정전압 충전방법은 충전기와 축전지 사이에 직렬저항을 넣 어 충전초기에는 큰 전류가 흐르게 조정하고 그 후는 정전압 충전을 하지만 충 전 말기에는 일정 전류가흐르게 한 것이다..PAGE:8시동장치-개요28자동차를 운전할 때 가장 먼저 전기가 쓰이는 곳은 시동 장치이다. 기관이 시동되고 나면 발전 장치를 통하여 얻을 수 있다. 기관을 시동시키기 위하여 최초의 흡입과 압축행정에 필요한 에너지를 외부로부터 공급하여 기관을 회전 시키는 장치를 시동 장치(starting system)이라고 한다.자동차에는 보통 축전지를 전원으로 하여 직류전동기로 기관을구동시키는 방식이 쓰이며 시동장치는 축전지, 시동전동기, 시동스위치, 전기 배선 등으로 구성되어 있다...PAGE:9엔진은 스스로 자기기동을 하지 못하며 그러므로 외력에 의해 크랭크축을 회전시켜 주어야 하며 시동가능한 회전수는 엔진의 배기량, 압축압력, 마찰력등에 의해 결정되며 이와 같이 기동할수 있는역할을 한다.시동 모터의 구조1>회전력을 발생하는 부분으로 전동기부에는전기자, 계철과 계자 철심 브러시와 브러쉬홀더로 나누어져 있으며 브러시에서 전원을전기자에 공급해 야만 작동이 되지만 수명이다된 경우 에는 전원이 공급되지 않아 작동이 하지않는 경우가 있을수도 있다.2>회전력을 엔진에 전달하는 부분으로동력 전달기구에는 전동기에서 발생한 회전력을 엔진 플라이정자로 영구자석을 사용하고, 회전자(전기자)로 코일을 사용하여 구성한 것으로,전기자에 흐르는 전류의 방향을 전환함으로써 자력의 반발, 흡인력으로 회전력을 생성시키는 모터이다정류자를 통하여 그림과 같이 전류를 흘리게 되면 플레밍의 왼손 법칙에 의해 전기자 코일이 회전 하게 된다...PAGE:11점화장치 개요311점화장치는(ignition system)는 연소실 내에 압축된 혼합기에 전기적불꽃으로 점화하여 연소를 일으키게 하는 장치이다. 그 종류에는축전지 점화식(battery ignition system),반도체식 점화장치(semi-conductor type ignition system)전자 배전 점화장치(distributor-less ignition, DLI)연료를 연소하기 위해 점화할 때필요한 전압은 수만 볼트로서 이는축전지의 전기만으로는 불가능하며,크랭크축에서 얻는 회전력을 점화코일점화케이블 ,점화플러그 등을 이용하여전기를 공급한다...PAGE:12점화장치 종류312축전지 점화식(battery ignition system)전지 점화식의 구성은 Battery ,축전기, 점화스위치, 점화코일, 배전기,점화플러그, 고압케이블 등으로 구성되어 있다.점화스위치를 닫으면 1차전류 는축전지 에서점화 스위치를 거쳐 점화코일의 1차코일에 흐른다. 이때 전류는단속기 접점이 닫히면 접지쪽으로흐르고 단속기 접점 이 열리면 1차전류가 차단된다. 이때 점화코일에는 전자유도작용 에 의하여 높은 전압을 발생한다. 이렇게 발생된 높은 전압은배전기를 통하여 점화 플러그에 가해져서 불꽃방전을 일으켜 혼합가스를연소 시킨다...PAGE:13점화장치 종류313반도체식 점화장치(semi-conductor type ignition system)반도체식 점화장치는 트랜지스터를 이용하여 전기적으로 단속 작용을 하므로저속에서도 전류의 차단이 확실하여 2차 코일에서 안정된 고전압을 얻을 수있게 된다.또 고속 성능을 향상 시키기 위하여서는 축전지의 점화법 에서 접점의 소손 등으로 인하여 1차전류의 크기를 제한방전류 를 점화코일 1차 측에 흐르게 함-접점식/무접점식 : 단속기의 접점을 이용 여부에 따라 분류 됨..PAGE:14점화장치 종류314전자 배전 점화장치(distributor-less ignition, DLI)문자 그대로 배전기가 없는 점화 장치이며 배전기가 없는 대신에 컴퓨터를이용한 전자 배전 방식이다.전자 제어 장치에 따라 전자배전 방식을 분류하면 크게 코일 분배식 과 다이오드 분배식 으로 나눌 수 있으며 코일 분배식 에는 동시 점화식 과 독립점화방식이 있으나 대부분의 자동차에서는 가격 면에서 유리한 코일 분배식 의동시점화 방식을 많이 이용하고 있다.전자 배전 점화 장치 종류-코일 분배식 :전압을 점화코일에서 점화플러그로 직접 배전하는 방식이며이 방식은 1개의 점화코일로 2개의 실린더에 동시에분배하는 동시점화방식이 있고, 각 실린더마다 1개의 점화코일과 1개의 점화플러그가 결합되어 직접 점화시키는 독립점화방식이 있다.-다이오드 분배식: 고압전류의 방향을 다이오드에 의해 제어하는 방식으로일종에 동시점화방식에 해당하며 2개의 실린더에 1개의 점화코일을 이용하여압축 상사점 과 배기 상사점 에서 동시에 점화시키는 방식이다...PAGE:15점화장치 구성315점화 플러그(spark plug)점화 2차 회로의 한 부품으로 연소실에꽃혀 있으며 점화 코일에서 유도된 전류로 불꽃방전을 일으켜 압축된 혼합기에점화하는 일을 한다.점화 플러그 주요부로 는 전극 ,절연체셀로 구성되어 있다.전극은 중심전극과 접지전극 으로 되어있으며 이들 사이에는 0.5～0.8mm의간극이 있어 불꽃에 튀게 된다...PAGE:16점화장치 구성316점화코일 (ignition coil)점화코일은 높은 점화 전압을 얻기위한 변압기를 말하며 점화플러그의 전극 틈세의 강한 불꽃이튀도록 축전지나 발전기의 저전압을 고전압으로바꾸는 일종의 유도 코일이다배전기(distributor)배전기는 점화플러그의 점화용 고전압 을 분배 하는 장치로불꽃 점화기관 내부에서 각실린더의 점화플러그에 고전압펄스를 순차적으로 전달하는 역전기

공학/기술| 2014.10.13| 26페이지| 4,000원| 조회(609)

battery, 자동차 전기, 자동차 전기 장치

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금속 성분 분석기 사용법과 원리 평가B괜찮아요

..PAGE:1발표자 :)Positive Material Identification계측공학...PAGE:2CONTENTSPMI란?1종류 및 재원2검사의 목적3사용방법 및 순서4주의사항5사용범위6..PAGE:3PMI란?13Positive Material Identification의 약자확실한재료확인합금성분분석 또는 합금성분검사를 말하며산업현장 이나 연구소에서 원자재나 기계의재질을 분석하기 위해 하는 비파괴검사..PAGE:4종류 및 제원241) 형광분석2) 분광분석..PAGE:5종류 및 제원251) 형광분석원소마다 각각의 전자 수를 가지고 있는데 여기에 엑스레이를조사하면 전자를 밀어내면서 각각의 원자는 2차 엑스레이를발생시키는데 이때 원소마다 다른 에너지를 발생한다.원리..PAGE:6종류 및 제원261) 형광분석PMI장비에서 엑스레이 선을 조사했을 때 그 원소에서 나오는2차 엑스레이를 검출기가 계측하여 성분을 분석하는 방식샘플 자체를 파괴시키지 않고 정성, 정량의 분석이 가능함원리..PAGE:7종류 및 제원272) 분광분석원리위 그림과 같이 불꽃 반응시 각 원소는 광학적 특성을 나타냄리튬나트륨칼륨구리..PAGE:8종류 및 제원282) 분광분석원리광학방출을 기본으로 하며, 샘플을 기화시키는 과정에서 원자와이온은 광학적으로 측정될 수 있는 스펙트럼을 발생하므로 이를읽어 성분을 분석하는 방식샘플을 기화시킬 때 표면에 데미지 가 발생함..PAGE:9검사의 목적39원자재 또는 용접부 등 제품의 성분을 분석하여 적합한 원소량을함유하고 있는지 확인하여 품질을 보증ex) 탄소강의 원소의 함유량이 미치는 영향탄소(c)인장 강도, 탄성한계 및 경도 증가규소(Si)유동성이 양호하여 주조 성능 우수망간(Mn)연신율 의 변화 없이 인장강도와 경도 증가강도와 고온가공성 증가황과 반응하여 황 성분 제거1% 이상 함유시 가공 곤란인(P)퀜칭(담금질)시 균열 원인황(S)고온 가공시 불량원인..PAGE:10사용방법 및 순서410PMI장비의 교정표면상태 점검계측결과 판독 및합격유무 판단1 단 계2 단 계3 단 계4 단 계5 단 계장비의 검증..PAGE:11사용방법 및 순서411검사 현장 사진..PAGE:12사용방법 및 순서412검사 현장 사진..PAGE:13사용방법 및 순서413검사 현장 사진..PAGE:14주의사항514장비에 대한 작동 방법과 관리 등.. 검증된 자격이 있는 검사자가 측정할것 .- 탐촉부가 샘플에 직접 접촉으로 측정할 수 없는 경우 불확실한 계측이 된다

공학/기술| 2014.10.06| 21페이지| 2,000원| 조회(3,383)

pmi, 분광분석, 형광분석, 성분 분석, 금속 성분 분석기, PMI란

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금속 충격 시험 레포트

Contents1. 시험의 개요 및 목적 …………………………………21). 시험의 개요2). 시험의 목적2. 이론 및 해석 …………………………………………21). 시험편2). 샤르피 충격시험기3). IZOD 충격시험기4). 취성 및 연성 파면율3. 시험장비 및 재료 ………………………………… 61). 시험재료2). 시험장비4.시험 진행 및 결과 ………………………………………81). 시험진행2). 시험결과1. 시험의 개요 및 목적1-1. 시험 개요충격시험은 시험편을 충격적으로 파단시 흡수 에너지의 크고 작음으로써 재료의 인성과 취성의 정도를 판정하는 시험이며, 특히 저온취성, 노치취성 및 템퍼취성 등의 성질을 조사하는 것이 중요하다. 그리고 하중이 가해지는 방법에 따라 충격인장, 충격압축, 충격비틀림 등의 시험으로 구별되나, 공업적으로 주로 노치 시험편을 사용한 충격굽힘시험(KS B 0810) 이 대부분으로 이는 샤르피 충격시험법과 Izod 충격 시험법을 말한다.충격시험은 상온 및 다른 온도에서의 시험이 비교적 용이한 이점이 있으며 용접재는 저온에서의 취성이 문제가 되어 저온 충격시험이 중요하다. 충격치는 재료의 특성을 비교하는 데에는 편리하나 강도계산의 기초 수치로는 직접이용 되지 않는다. 기계구조물에 사용되는 재료들이 충격하중을 받는 경우 이러한 충격하중에 대한 강도시험으로 재료의 충격력에 대한 저항, 즉 시험편을 충격적으로 파단 할 때 충격으로 인한 흡수 에너지의 크기를 구하여 재료의 인성 정도를 판정하는 시험이다.충격시험은 한 번의 충격으로 시험편을 파괴하고 시험편이 파괴될 때의 흡수되는 에너지의 크기를 구하여 재료의 질긴 성질(인성)을 측정하는 것이다.1-2. 시험 목적이번 시험의 목적은 시험편의 충격저항을 시험하는데 있다. 시편을 충격적으로 파단시켜 파단 될 때까지 흡수된 에너지의 많고 적음으로써 재료의 인성(toughness) 및 취성(brittleness)을 판정하기 위한 것이다. 재료의 이러한 성질은 가해지는 하중의 속도에 영향을 받는데 인성은 인장시험을 통해서 어느 정도 결정을 할 수 있으나 인장 시험만으로는 구별이 되지 않는다. 그러므로 이러한 재료의 특성을 정확히 판정하기 위해서는 정적인 시험 외에 동적인 충격시험이 필요하다.또, 일반적으로 건축물 구조물에는 충격하중이 가해지는 경우가 많은데, 이러한 재료의 시험에 있어서는 인장시험보다는 충격시험이 더욱 중요함을 알 수 있다. 실제로 사용되는 기계부품, 구조물에 대한 충격시험에서는 하중이 작용하는 방식에 따라 충격인장, 충격압축, 충격굽힘, 충격비틀림 등으로 구별한다. 그러나 공업적으로 행하여지고 있는 것은 notch 가 주어진 시편을 사용하는 충격굽힘 시험이다충격시험의 측정원리 및 시험방법을 이해-재료의 충격적인 기계적 성질은 정적인 경우와 다른 경우가 많으므로 금속 재료의 충격치 및 구조용강재의 열처리 특성을 이해 하기 위함-기계류의 안전설계의 자료를 얻기 위해서, 고속의 소성가공에 있어서 가공성의 판단 및 변형기구의 해석을 위해서2. 이론 및 해석2-1.) 시험편-충격 시험편 (KS B 0809)KS B 0809에 아래그림과 같이 규정되어 있으며 우리가 이번에 실험하는 샤르피 시험편은 4호시험편이며 Izod 시험편은 1호와 2호 시험편이다.2-2). 샤르피(charpy)충격 시험기규격 : KS B 5522아래 그림은 charpy 충격시험기이며 진자형 해머는 눈금판의 중심과 동축의 둘레를 부드럽게 회전할 수 있는 구조로, 소정의 들어 올림 각에서 정지시켜 빗장을 풀면 해머의 자중에 의해 낙하하여 축의 둘레를 회전시킨 것과 같이 된다. 시험편은 중심축의 직하의 지지대 위에 정치하고 그림에서와 같이 그 중앙을 해머가 치도록 하여 고속으로 굽힘 파단 시킨다. 해머는 시험편을 파단 시키는 에너지를 잃어도 남은 에너지에 의해 반대 축으로 들어 올 려지며 이때 눈금판의 바늘을 회전시켜 해머의 움직임각을 눈금으로 읽을 수 있 도록 되어 있다. 파단에 요하는 에너지를 측정하기 위해 회전부의 마찰저항이나 공 기저항 등이 가능한 한 적도록 만들어져 있다.보통 강재 등는 용량은 30kg-m 이며 대형용은 75kg-m 소형용은 3kg-m 또는 0.5kg-m의 것 등 으로 다양하다.샤르피 충격시험의 장점은 빠르고 상대적으로 쉽게 수행할 수 있다는 것이다. 제품의 품질을 결정하고 새 제품을 평가하는데 매우 유용하다. 이러한 장점으로 세계 여러 국가(미국, 독일, 일본, 한국 등)에서 충격시험의 규격으로 사용하고 있다. 하지만 파괴에 이르는 에너지가 시편의 형상, 노치의 형상과 그 날카로움에 민감하게 의존하고 변형속도에 영향을 받는다는 몇 가지 단점도 있다. 철강으로 만든 많은 구조물과 부품들은 샤르피 충격시험에서와 같은 노치를 가지지 않고 샤르피 충격시험에서와 같은 빠른 변형속도에 노출되지 않는다. 따라서 실제 산업현장에 직접 적용할 경우 오류를 범할 위험이 있다.2-3). Izod 충격시험기규격 : KS B 5523Izod 충격 시험기는 아래그림과 같으며, 샤르피 충격시험기와 마찬가지로 노치시험편을 진자형 해머로 타격하고 파단에 요하는 에너지를 측정하여 재료의 인성과 취성을 측정한다.시험방법은 샤르피 시험기에서와 같으나 시험편을 아래그림에서처럼 한쪽만 강고하게 지지하며, 형상 치수가 약간 다르고, 시험기의 용량은 대개 16.6kg-m(120ft-lb)이다.2-4).취성 및 연성 파면율취성 파면율 B(%) = C / A X 100 연성 파면율 S(%) = F / A X 100(A: 파면의 전 면적, C: 취성파면의 면적, F: 연성파면의 면적)그림 3-1처럼 취성파면율 B의 수치는 적어도 5% 간격으로 구하며 미리 구해 놓은 표준파면과 비교하여 구해도 좋고 표준 파면은 취성 파면율로 거의 10% 마다 만들어져 있는 것이 좋다. 그리고 파단부의 변형이현저하지 못하면 파면율을 산출시 노치부의 원단면적을 파면의 전면적으로 해도 좋다.그리고 충격치에 미치는 제인자의 영향에 대해서 알아보면 다음과 같은 3가지가 있다.① 조직 이방성의 영향그림 3-2는 탄소강의 조직으로, 일반 금속재료는 응고시에 합금원소 및 불순물의 편석이 생기며 이 재하면 편석 등이 그 방향으로 늘어나 섬유상의 조직이 된다. 이와 같은 단련으로부터 채취한 시험편은 채취방향에 따라 특성이 다르며 그림3-3은 시험편 채취방향에 따른 충격치의 이방성을 나타낸다.② 충격속도의 영향charpy 충격시험에 있어서 노치 밑의 응력 증가속도(d/dt)와 굽힘속도(d/dt)의 관계는 탄성한도 내에서는 식(ε=m) 및 식(E=Pl3/4bh3)로부터 다음의 식(1)와 같이 나타낼 수 있다.d/dt = 6Eh/L2×(d/dt)…………………………………(1)여기서 E는 종탄성계수(영률), 는 굽힘량, 는 노치의 형상계수이다. 강의 경우 E는 약 2×104kg/mm2, L=40mm, d/dt는 해머의 충격속도의 약 1/2, 즉 2.5m/sec라 가정하고 =3이라 보면 d/dt 5106kg/mm2sec가 되어 통상의 인장속도 1~102kg/mm2sec에 비해 현저히 큼을 알 수 있다. 일반적으로 항복점 y와 변형속도 ε과의 관계는 다음과 같다.y = Cεnexp(S/T)…………………………………………(2)여기서 T(°K)는 시험온도, C, n, S는 재료의 고유정수 값이다. 금속재료의 취성파괴 정수는 항복점과 다르며 온도 및 변형속도를 변화시켜도 거의 일정하다. 그래서 온도를 낮추고 변형속도를 증가시킴에 의해 y가 취성파괴응력 bf를 지나면 소성변형을 하지 않고 파괴가 되어 결국 인성-취성 천이온도 Tr은 y=bf 가 되는 온도라 볼 수 있다. 따라서 식(2)으로부터 Tr과 ε과의 관계는 다음과 같이 표현될 수 있다.log ε = A-B / Tr…………………………………………(3)여기서 A, B는 재료정수이다. 그림 3-4는 유효변형속도 ε와 Tr의 관계를 나타내나 식(3)의 관계가 대체로 성립한다. 그림 3-5는 유리의 지연파괴(소정의 하중을 걸어 어느 시간 경과 후에 일어나는 파괴)응력과 파괴까지의 시간 관계를 나타낸다. 이와 같이 취성파괴가 일어날 때까지 어느 정도의 시간이 필요한 경우, 일반적으로 부하속도가 클수록 파괴강도가 커진다. 특히 변형속도 속도보다도 매우 빠른 경우에 문제가 되며 그림 3-6은 이러한 양상을 정성적으로 나타낸 것이다.③ 시험편 형상의 영향충격시험에 있어서 시험편의 형상효과는 매우 크며 보통의 시험에서는 비교를 위해 10mm 각의 치수가 이용되고 특히 노치의 형상효과가 커서 노치 밑의 반경은 일정해야 한다. 다른 치수는 일정하고 노치부의 깊이 가크면 충격치는 작아지고, 시험편의 폭을 변화시킨 경우 노치깊이가 2mm 이상이면 충격치는 시 험편 폭에 정비례하고 2mm 이하이면 폭에 정비 례하지 않는다. 이와 같이 시험편의 치수를 여러 가지로 변화시킨 경우, 충격치는 일정하지 않고 치수가 작을수록 작아진다. 또한 연성재료, 취성 재료 또는 중간재료의 파괴양식은 서로 달라 일반 적인 충격치와 재료정수는 명확한 관계를 설정하 기 어려우므로 비변형 에너지(단위 체적당 에너 지)를 써서 비교하는 시험이 시도되고 있다.3. 시험장비 및 재료3-1). 시험재료(시험편)충격시험에 사용되는 시험편은 KS B 0809의 4호 에 상세히 기술되어 있고 본문 내용 에도 기술되어 있다 하지만 이번 시험 에서는 시험편을 약식으로 10 mm×10 mm 사각 환봉을 55 mm 길이로 절단후 길이에 직각으로 중앙 부위에 2 mm 노치를 가공하여 시험편 5개를 제작하여 진행 하였다3-2). 시험 장비샤르피(charpy)충격 시험기(KS B 5522)제조 회사Tong Kwang Precision MFG.CO.LTD제조 나라Seoul- KoreaTypeHJ 8401Striking Energy30 M-KgHammer weight striking edge24.1 KgRadius of Pendulum to Center of Percussion765 mmRadius of Pendulum to Center of Striking edge770 mmLifting Angle50 M-kg 161.45 GradYear of Manufacture19804.시험 진행 및 결과4-1). 시험진행가. 충격시험기의 각부 점검.- 충격 시험기 (

공학/기술| 2014.10.06| 12페이지| 1,500원| 조회(320)

시험편, 금속 충격 실험, 금속 충격, 시험편의 충격저항

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현미경 금속 조직시험

Contents1. 시험의 개요 및 목적………………………………………31). 시험의 개요2). 시험의 목적2. 이론 및 해석 …………………………………………31). 시험의 이론2). 금속의 응고와 미세조직3). 현미경 구조와 원리3. 시험장비 및 보조장비 ………………………………… 61). 시험장비 및 보조장비2). 시험장비 사진 대장4.시험 진행 및 결과 ………………………………………81). 시험진행2). 시험결과1. 시험의 개요 및 목적1-1. 시험 개요금속조직학(Metallography)은 1864년 영국의 H.C. Sorby 연마한 금속표면을 적절한 부식액으로 처리(Etching)한 후 현미경 관찰을 통해서 합금의 조직을 식별하여 상세한 내용이 밝혀짐으로써 시작되었다. 이렇게 관찰한 조직사진의 해석으로부터 그 재료에 가해진 응력조건 상태에서 나타날 수 있는 성질과 거동을 추정할 수 있어서 사용 목적에 적합한 가공방법이나 가공조직을 사전에 결정할 수 있다. 그 결과로 제강생산 공정을 제어하는 가장 중요한 요소인 가공방법이 가공 전에 결정되며 제조한 금속재료 중에서 발생한 생산공정 결함과 그 생성원인을 쉽게 파악할 수 있다.1-2. 시험 목적금속학적 원리를 기술 분야에 적용하려면 금속조직을 검사하는 방법을 알아서 제조과정에서 일어나는 조직의 변화와 그 재료의 조직과 성질과의 상호관계를 연구하여야 한다. 금속의 내부조직을 연구하는 데에 가장 많이 쓰이는 것은 현미경이며, 이것으로 금속입자의 크기, 모양, 배열을 볼 수 있고, 또 금속중의 여러 가지 상과 조직을 확인할 수 있다. 또한 금속의 조직에 미치는 열처리, 가공 및 기타 처리의 영향을 알 수 있고, 또 기계적 성질과의 관계도 연구할 수 있다.금속조직시험은 다음과 같은 공학정보를 제공한다.(1) 조직의 종류와 그 비율(2) 결정립의 크기와 형상 및 혼합형태(3) 비금속 개재물의 분포와 그 비율(4) 균열, 기공, 백점 등의 결함의 존재 유무(5) 쌍정과 전위 등의 형상과 분포(6) 표면열처리부(용접부 등)의 생향을 미친다.다) 마운팅(mounting)? 크기가 작거나 형상이 복잡하거나 끝부분이 날카로운 재료는 마운팅을 하여 시편 준비 작업, 혹은 현미경 관찰을 용이하게 할 필요가 있다. 날카로운 시편은 mounting을 하지 않으면 작업자는 물론 연마지, polishing cloth를 손상시킬 수 있으며 특히 작은시편은 끝 부분이 곡면화 되어 현미경 관찰시 이 부분이 초점이 안맞게 된다.마) 연마(grinding) 및 랩핑(lapping)? 시험편의 관찰면은 먼저 평면 연삭기로 조연마를 한 후(이때 반대면도 관찰면과 평행하게 가공하면 현미경 관찰이 용이하다) 연마지로 연마 작업을 한다. 단, Abrasive wheel로 절단한 시편은 절단면의 상태가 좋으므로 그대로 연마지 공정으로 들어가도 좋다. 연마지로 연마작업을 할 때는 연마지를 두꺼운 유리 혹은 이와 유사한 평판 위에 고정시키고 가능하면 두 손으로 시편을 잡고 앞뒤로 왕복하며 연마를 하는데 이때 좌우한쪽으로 힘이 쏠리지 않도록 주의하고 힘은 밀 때 주는 것이 좋다. 단, 누르는 힘이 너무 강하면 열이나 조직이 변하거나, 연마면에 소성변형이 생길 가능성이 있으므로 가볍게 누르면서 천천히 왕복해야 한다.? 그 다음 시편을 90도 회전하여 다음번의 미세한 연마지로 연마하되 먼저 연마에 의한 자국이 없어질 때까지 계속하고 그 다음에 미세 연마지로 연마하는 작업을 같은 요령으로 한다. 단, 연마지를 교환할 때 평판과 시편, 손끝 등에 묻은 연마가루는 완전히 제거하여야 하며 특히 균열이 있는 시편이나 자화하는 시편은 더 주의하며 세척, 건조한 후 다음 공정으로 넘어가는 것이 좋다.? 경화된 강재는 거친 연마작업을 잘하고 800~1000연마지 작업까지 하며 연한 재료는 미세한 연마작업에 신경을 쓰고 최종으로 1200~1500연마지 작업을 한다. 연마면의 변질을 막기 위해서는 연마지 뒤에 물을 조금씩 흘려 금속가루와 연마지가루를 흘러버리면서 연마하는 것이 좋다. 연마를 한 후 바로 연삭(polishing)작업을 하기도 하지이며 기타 등의 분말도 쓰이는데 최근에는 좋은 시험면을 얻기 위해서 다이아몬드가 제일 많이 쓰인다. 예비연삭시에는 45-6 입도의 다이아몬드 paste 혹은 spray를 쓰며 최종 연삭용으로는 1-1/4의 것이 쓰인다. 또한 스테인레스강, 동합금, 알루미늄합금, Mg, Zr등과 같이 가공변질에 민감하거나 연삭 속도가 느린 재료들은 위에서 설명한 기계연삭 대신에 전해연삭(electric polishing)을 하면 좋다. 그러나 전위차가 큰 둘 이상의 상으로 이루어진 재료는 차별침식이 일어나므로 적당치 못하다. 전해액에 음극과 양극을 담그고 양극에 연삭하고자 하는 시편을 연결하여 시편표면을 전기분해 하는 것으로 전기도금의 역현상을 이용한 것이다.마) 부식(etching)? 부식이란 단어를 한 마디로 표현하자면 “금속의 표면을 화학적 방법 혹은 전기분해적 방법으로 차별침식을 시켜 세밀한 금속조직을 나타내는 것”이라고 할 수 있다.부식은 그 방법과 원리에 따라 precipitating(deposit) etching, heat tinting, chemical etching, electrolytic etching, anodizing, potentiostatic etching, magnetic etching, ion etching, thermal etching 등이 있으며 이 중에서 가장 많이 쓰이는 방법이 단순히 부식액을 표면에 묻혀 부식시키는 chemical etching과 전해연마 같은 방법이나 낮은 전류(전압)로 상을 나타내는 electrolytic etching방법이 가장 많이 쓰인다.2-2). 금속의 응고와 미세조직금속의 원자는 액체상태에서는 이온이 되어 고체상태의 원자간 거리와 같은 정도로 접근하여 존재하나 결정내부에서와 같이 일정한 위치에 있지 않고 항상 이동하고 있다. 액체금속이 냉각되어 융점에 이르러 응고가 시작되면 각 이온은 결정을 구성하는 일정한 격자점에 고정되므로 이제까지 가지고 있던 운동에너지가 열의 형태로 방출된다. 이것이 응고의 잠열(laten장은 원자가 어느 특정한 면에 우선적으로 부가되어 감으로써 진행한다. 이와 같은 면은 반드시 원자밀도가 가장 큰 면으로 한정되지는 않는다.? 결정이 이와 같이 우선적으로 성장할 때는 응고하여 생긴 결정표면은 결정학적으로 전부가 같은 면이 되는가 하면 반드시 그렇지도 않다. 응고의 과정에서 극단한 방향성을 가진 열류가 생긴 경우에는 처음에 생기는 핵 및 이것에서 성장한 결정이 현저한 방향성을 갖는 열이 있다. 이것을 이용하여 녹은 금속은 냉각시킬 때 냉각속도, 열류의 방향 등의 조건을 적당히 선택함으로써 1개의 핵만을 성장시켜서 전체를 단결정(single crystal)로 만들 수 있다. 이와 같이 해서 단결정을 만드는 방법을 Bridgeman법이라 한다. 응고할 때에 고상이 생기면 응고의 잠열이 방출되어 주위의 액상에 주어진다. 이 때에 열의 방출은 평면에서 보다 뽀족한 부분에서 빨리 일어난다. 따라서 녹은 금속 중에 생긴 핵이 성장할 때 뾰족한 부분이 한번 생기면 그 부분의 성장이 촉진되어 더욱 크게 된다. 그리고 이 부분이 점차 크게 되면 평면과의 차가 적어진다. 이때에 새로 뾰족한 부분이 생기면 앞에서와 같이 그 부분의 성장이 촉진된다. 이것을 수지상정(dendrite)이라 부른다. 응고할 때 생긴 핵은 각각 수지상으로 성장하여 가나 수지 사이에 남은 액체의 부분도 응고하면 결국 같은 결정이 된다.합금인 경우에는 처음에 응고한 부분과 후에 응고한 부분의 성분이 다를 때에는 이와 같은 수지상이 명확히 나타난다. 많은 수의 핵에서 성장한 수지상이 커져서 서로 부딪친 곳에서 경개가 생기면 응고가 끝난다. 따라서 결정립계의 부분은 최후에 응고하게 된다. 이 때문에 금속 중에 이종원자가 있어 결정 중에 고용되지 않는 것은 최후에 입계에 모이는 일이 많고, 또 용해상태에서 생긴 산화물 등의 불순물도 최후에 입계에 모이게 된다.? 실제로 금속재료를 생산하는 과정에서는 금속을 녹여 금형에 주입해서 잉곳(ingot)을 만든다. 대형의 금형에 주입된 때의 결정립의 성장은 미경으로 관찰하는 것이 훨씬 용이할 뿐만 아니라 어떤 경우에는 광학현미경으로 관찰하는 것이 훨씬 많은 전보를 주기 때문이다.1) 광학현미경의 구조? 광학현미경의 주요 구성요소는 광원(illumination system), 집광장치(condencer), 광필터(light filter), 대물렌즈(objective lens), 대안렌즈(eyepiece), 스테이지, 스텐드 등이다.2) 분해능(resolution)? 현미경의 분해능이라 함은 “현미경으로 두 점을 관찰할 때 두 점이 명확하게 보이는 최근접거리”라고 할 수 있으며 이 말은 현미경을 통해 우리 눈으로 볼 수 있는 가장 작은 점이라는 의미와는 다른 것이다. 현미경의 모든 렌즈들이 완전하여 상의 변형이 일어나지 않더라도 분해능은 빛의 회절 현상 때문에 제한을 받게 된다.3) 배율? 위에서 말한 대로 광학현미경의 분해능은 150 nm이고 정상적인 사람이 식별할 수 있는 크기가 0.2 mm정도라고 보면 광학현미경의 최대 배율은 1300배 정도이며 그 이상 크게 하는 것은 단지 흐린 상을 크게 하는 것 뿐이다.4) 심도? 심도는 “현미경으로 관찰할 때 동시에 초점이 맞는 최대 깊이 차이”인데 분해능, 배율 등이 크게 영향을 받는다.5) 수차(aberration)? 앞에서 분해능, 심도 등을 이야기할 때는 렌즈가 결함이 없고 완전하여 시편위의 한 점을 하나의 완전한 상으로 대응 관찰하였을 경우를 염두에 둔 것이다. 그러나 실제로는 그렇진 못하다. 대표적인 렌즈결함으로는 색수차(chromatic aberration), 곡면수차(monochromatic aberration, spherical aberration), 변형(distortion)등을 들 수 있다.6) 검사방법? 현미경으로 조직을 관찰할 때 특수한 상의 분해능을 높이려면 앞의 노력 외에 상의 contrast를 살려줄 필요가 있다. 그러기 위해서는 시편준비(etching등)을 용도에 맞게 해주던가 적당한 검사방법을 택하면 된다. 검사방법으로는 명시야(brigh다.

공학/기술| 2014.10.06| 13페이지| 1,500원| 조회(922)

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금속 인장시험 레포트 평가A+최고예요

Contents1. 시험의 개요 및 목적………………………………………31. 시험의 개요2. 시험의 목적2. 인장시험 이론 및 관련수식과 해석……………………31. 인장강도2. 항복강도3. 비례한계4. 탄성한계5. 탄성계수6. 항복응력7. offset 변형도8. 극한강도9. 항복점10. 내력11. 신장률12. 연성재료 및 취성재료13. 응력-변형률 선도14. 단면수축률15. 공칭응력과 공칭변형률16. 진응력과 진변형률3. 시험기의 원리 및 작동방법…………………………… 111. 인장시험기의 원리2. UTM의 작동방법4. 시험방법 및 과정…………………………………………121. 인장시험에 필요한 장비 및 규격2. 시험방법3. 시험시 주의사항5.시험 진행 및 결과 ………………………………………161. 인장시험진행2. 인장시험결과1. 시험의 개요 및 목적1-1. 시험의 개요인장시험은 시험편의 양단에 인장하중을 충격 없이 서서히 가해서 이것이 파단될 때까지 계속한다. 기계적 시험 중에서 가장 중요한 것이다. 다른 기계적 시험에 비해서 특히 좋 은 것은 시험편의 횡단면에 힘의 분포가 가장 균일한 것이며, 파단할 때 까지 충분히 변 형시킬 수 있으며, 가장 많은 기계적 성질을 조사할 수가 있으며, 시험법으로는 비교적 간단한 것 등이다.재료의 기계적 성질인 항복강도(yield strength), 인장강도(tensile strength) 및 연신율 (elongation) 등을 결정하는 시험방법으로 재질특성 파악의 효율성과 시험절차의 용이성 등으로 인해 재료 시험중 가장 널리 이용되고 있다. 이러한 관계로 인장시험은 세계 각국 에서 일찍이 보편화 및 규격화되어 아래와 같은 업무등에 활용된다.가. 각종 재료의 재질 개선을 위한 연구나. 생산 공장의 품질 검사 및 관리다. 기계 부품 및 구조물에서 강도 및 가공성의 적합성 판단라. 프레스 가공품에서 개략적인 성형가부 판단마. 컴퓨터 시뮬레이션에 사용될 소재의 물성 산출 및 D/B화 등1-2. 시험의 목적크기 및 형상이 결정된 시편에 점차적으로 받으면 어느 시점까지는 하중에 비례하여 변형률(strain)과 응 력(stress)이 증가하는 반면 하중을 제거하면 변형률과 응력은 선형적으로 감소하여 변형 전 초기형상으로 되돌아 간다. 하지만 하중의 크기가 어느 값을 초과하게 되면 하중을 제 거하여도 물체는 초기형상으로 복원되지 못하고 어느 정도 크기의 영구적인 변형을 유지 하게 된다. 그리고 이 시점 이후부터 변형률과 응력은 더 이상 선형적인 관계를 유지하지 않을뿐더러, 급격한 변형률을 나타냄과 동시에 최종적으로 파단에 이르기도 한다.항복응력이란 이러한 뚜렷한 물체 거동을 구분하는 기준이 되는 응력값을 의미한다. 다시 말해, 항복응력 이하에서는 변형률과 응력은 선형적인 관계를 유지할뿐더러 하중을 제거 하면 영구적인 변형이 남지 않는다. 하지만 이 시점 이상의 하중에서는 변형률과 응력은 현저한 비선형적 관계를 나타내고 하중을 제거하여도 물체는 영구적인 변형을 나타낸다.엄밀한 의미에서 항복응력 보다 조금 낮은 응력 값인 비례한도(proportional limit)가 이 러한 기준에 보다 적합하지만, 두 값의 차이가 매우 작기 때문에 통상적으로 항복응력을 주로 사용하고 있다. 항복응력은 재료의 고유한 특성으로 재료마다 각기 다른 값을 지니 고 있다. 그리고 특정 재료에 대한 항복응력은 인장시험기라 불리는 실험장치를 이용하여 구한 응력-변형률 선도(stress-strain diagram)로부터 결정할 수 있다.2-7. offset 변형도초기의 선형부분과 평행하고 0.002(0.2%)만큼 떨어진 직선을 긋는다. 이 offset line과 변형률선도의 교차점을 항복응력으로 정의한다. 이 항복응력은 임의의 규칙에 의하여 결정되었고, 재료의 고유한 물리적 성질이 아니므로 offet yield stress 라 한다. 알루 미늄의 경우 offset 항복응력은 비례한도보다 조금 위에 있다. 구조용 강재의 경우 선 형영역에서 소성영역으로 급격히 변하므로 offset stress = 항복응력 = 비례한도이다.2-8. 극한강도 = P/줄어든단면적G 공칭응력 = P/최초단면적(1) AB : 탄성변형구간 Linear region탄성변형 : 시험편에 가한 하중이 적을 때 하중을 제거하면 변형은 원래의 길이로 되돌 아 가는데 외력을 제외하면 원래의 길이로 돌아가는 변형을 탄성 변형이라 한다.A에서 B점까지는 응력과 변형률이 비례하나, B점이상에서는 응력과 변형률의 비례성은 존재하지 않는다. 그러므로 B점에서의 응력을 비례한도라고 한다. 한계 하중을 원래의 단면적으로 나눈 값으로 계산한다.AB구간에서의 직선 경사률을 비례정수 E를 탄성 계수(elastic modulus) 혹은 영 계수 (Young's modulus)라 하며 재료 상수이다.(2) CE : 항복구간 Yielding or Perfect plasticity비례한도 이상으로 하중이 증가함에 따라 변형률은 응력의 증가량에 비해 빨리 증가한 다. 즉 응력 변형률 선도의 기울기가 작아진다.D 점에서 수평이 되며, 인장력(하중)의 증가 없이도 상당한 늘음이 발생한다.이러한 현상을 항복이라고 한다.D점에서의 응력을 항복응력이라 한다. 우리가 흔히 말하는 항복점이다.항복영역에서의 늘음량은 탄성변형의 10~15배 정도이다.(3) EF : 변형경화구간 Strain hardening재료의 결정구조변화로 저항력이 증가하게 된다.극한응력 : 하중의 최대값에 도달하는 F점에서의 응력을 극한응력이라고 한다. 이 점을 지나면 시험편의 일부에 국부적인 수축이 생기면서 하중도 감소하면서 재료는 파단된다. 극한응력도달 후에는 부재가 견딜 수 있는 전하중이 실제로 감소하는데, 이는 단면적의 감소에 의한 것이지 재료의 강도 손실에 의한 것은 아니다.E점까지는 단면적 감소량이 적으나 C점을 지나서는 단면적 감소로 인해 선도에 변화가 생긴다.(4) FG : 넥킹구간 (목이 늘어나기 시작한다)극한응력부근에서부터 Necking이 일어나며 단면적 감소가 현저하다.2-14. 단면수축률 (contraction percentage of area)인장 시험에 있어서 시험편의 원래의 , kip 등) : “kN” 선택 (시험결과는 “N”임)4) 다음 : 선택(4) 제어 파라미터 입력(센서 범위)- 시험조건 마법사 창에서1) 하중 범위 : 선택2) 변위 제한 범위 : 선택3) 다음 : 선택(5) 제어 파라미터 입력(시험방법 제어)- 시험조건 마법사 창에서1) 시험제어 속도 : 입력2) 시험시작 자동인식 : 선택3) 시험 후 복귀 여부 : 선택(압축, 굽힘 시)4) 다음 : 선택(6)제어 파라미터 입력(시험편 조건)- 시험조건 마법사 창에서1) 시험편 형상 : 선택 2) 시험편 재질 : 선택3) 단위 : 선택 4) 종류 : 입력5) 수량 : 입력 6) 치수 : 입력7) 다음 : 선택(7) 제어 파라미터 입력(필요 데이터)시험조건 마법사 창에서1) 필요 데이터 항목 : 선택2) 다음 : 선택(8) 제어 파라미터 입력(그래프)- 시험조건 마법사 창에서1) Y축 항목 : 선택 2) Y축 최대값 : 입력3) X축 항목 : 선택 4) X축 최대값 : 입력5) 오버레이 : ON/OFF 선택 6) 오프셋 치수 : 선택7) 그림 제목 : 입력 8) 다음 : 선택(9) 제어 파라미터 입력(출력)- 시험조건 마법사 창에서1) 출력 글꼴 : 선택 2) 항목 : 선택3) 항목 추가 : 입력 4) 인쇄 조건 : 선택5) 다음 : 선택(10) 제어 파라미터 입력(종료)- 시험조건 마법사 창에서1) 완료 : 선택2) 입력이 종료(11) 제어 파라미터 자료 확인- 시험조건 확인 창에서- 다른 이름으로 : 저장(12) 제어 파라미터 자료 저장- 시험조건 저장 : 원하는 폴더에 파일명을 작성하고 저장한다.마 시험 수행(1) Trapezium2에서 제어 파라미터 자료 불러오기- 우측 네이게이션 바 : “시험조건 편집” 선택(2) 저장된 시험조건 파일을 불러온다.(3) 시험조건 마법사 창에서- 하단 왼쪽 아이콘 중 “시험 시작” 선택(4) 시험 실행- 왼쪽 상단의 “시험 시작” 선택- 활성화된 노란색 창에서 “시험 시작” 선택(5). 시험편의 관찰- 최대하중점을 지나면 시험편의 26.4*************3 9.85 8.78 1.07 76.16266 60.514394 20.5*************4 9.85 8.87 0.98 76.16266 61.7613665 18.9*************5 9.85 9.17 0.68 76.16266 66.0097865 13.*************16 9.85 9.25 0.6 76.16266 67.1665625 11.8*************7 9.85 9.32 0.529999999999999 76.16266 68.186984 10.471897909027918 9.85 9.47 0.379999999999999 76.16266 70.3995065 7.*************919 9.85 9.48 0.369999999999999 76.16266 70.548264 7.37************* 9.85 9.54 0.31 76.16266 71.444106 6.1*************21 9.85 9.54 0.31 76.16266 71.444106 6.1*************22 9.85 9.56 0.289999999999999 76.16266 71.743976 5.8************* 301 6.5942 118.04 41.961 5264.1420.5 8.9915 164.9 36.863 4723.1489 6.7715 191.76 77.255 9117.6 표점 시험전 직경 시험후 직경 직경차 최초단면적 파단후단면적 단면수축률1 9.85 9.57 0.279999999999999 76.16266 71.8941465 5.604470090724242 9.85 9.39 0.459999999999999 76.16266 69.2150985 9.*************33 9.85 9.3 0.549999999999999 76.16266 67.89465 10.*************4 9.85 9.12 0.73 76.16266 65.291904 14.27307817242735 9.85 8.78 1.07 779

공학/기술| 2014.10.06| 20페이지| 1,500원| 조회(1,428)

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