충격시험(담당조교 : 도영수)1.목적충격시험은 재료의 연성(ductility) 또는 인성(toughness)의 판정을 위한 것으로서, 아주 짧은 시간에 큰 하중이 작용하는 하중을 충격하중이라 하며 재료에 충격저항이 작용할 때 에너지 법을 이용하여 충격저항을 측정하며, notch부의 형상에 따른 충격저항의 변화를 구하여 이에 대한 영향을 이해한다.2. 충격실험의 원리 (Charpy impact test)Charpy가 처음 시도한 충격 굽힘 시험법으로 시험편을 양단힌지로 고정한 다음 시험편의 notch부분이 정확하게 중앙에 오도록 수평으로 놓는다. 이때 시험편이 중앙점을 충격하중을 가하여 시험편이 파단 되는데 소요된 흡수에너지E(kgf?m)로 충격치를 나타낸다.그림1 Charpy 충격 실험의 원리W : 해머의 무게 (kgf)α : 해머를 들어 올렸을 때의 초기각도β : 시험편을 절단하고 상승했을 때의 각도R : 축 중심 O로부터 해머의 중심 G까지의 거리 (m)A : 노치부의 원래의 단면적h1 : 끌어올린 위치h2 : 해머가 시험편을 통과한 올라간 위치그림1과 같이 핸들을 돌려서 해머가 α되는 각도의 위치에 고정시키고 펜듈럼 해머의 날이 시험편의 노치 부분에 오도록 시험편을 바른 위치에 놓은 다음, 해머를 낙하시켜서 시험편을 파괴시키고 해머가 각도 β만큼 올라가게 한다.여기서 낙하높이는상승높이는이때 파괴되는데 소모된 에너지 E(kgf?m)는 다음과 같다. 단, 회전축의 공기저항에 의한 마찰은 무시한다.여기서,따라서, 소모된 에너지E는이다.샤피 충격치 U는 시험편을 절단하는데 필요한 에너지 E(㎏?m)를 노치부의 원단면적(㎠)으로 나눈 값으로 표시된다. 노치부의 단면적으로 나눈 것은 단지 충격치에 대한 규약이며, 단위면적당 흡수에너지의 개념은 갖지 않는다.즉, 충격치 U는㎏f?m/㎠ 이다.시험편은 중앙파단부에 V 또는 U형상의 노치를 만들어 응력집중 효과를 나타내게 된다.3. 실험기기 및 시편그림2 샤르피 충격시험기(CHARPY' IMPACT TESTER)①팬둘럼 암 ②고정레버 ③팬둘럼(pendulum) 해머 ④웜기어 손잡이 ⑤웜기어 ⑥각도 지시판⑦브레이크 손잡이 ⑧앤빌 ⑨부속에너지 환산용 눈금TYPE 1TYPE 2그림3 시편4.실험방법① 시험기 주위의 장애물을 치운다.② 시험기의 각종 부품이 정확히 위치하고 안전한가를 확인한다.③ 지침을 돌려서 setting한다.④ 웜기어 손잡이를 돌려서 팬듈럼의 위치를 실험할 각도()에 위치시킨다.⑤ 지침이 상승 각도를 나타내기 위하여 지침을 한바퀴(360도)돌려놓는다.⑥ 고정레버를 눌러 팬듈럼을 낙하시킨다.⑦만큼 상승하고 다시 낙하하는 팬듈럼은 브레이크를 작동시켜 정지시킨다.⑧ 상승 각도()를 측정한다.5. 실험시 주의사항① 시험기의 팬듈럼은 큰 진폭을 가지고 움직이므로 안전한 위치에서 실험한다.② 상승 각도의 측정은 반드시 팬듈럼을 정지 시키고 시행한다.③ 시험시 시편이 충격을 흡수한 뒤 시험기에서 이탈되는 경우가 있으므로 시편의 방향을주의 관찰하여 수거한다.6. 결론 및 토의