기계공학실험1

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기계공학실험1에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 피로실험
1) 실험 목적
2) 실험 장치
3) 실험 이론
4) 실험 방법
5) 실험 결과
6) 결과분석 및 토의
7) 참고자료

2. 록크웰 경도실험
1) 실험 목적
2) 실험 장치
3) 실험 이론
4) 실험 방법
5) 실험 결과
6) 결과분석 및 토의
7) 참고자료

3. 샤르피 충격실험
1) 실험 목적
2) 실험 장치
3) 실험 이론
4) 실험 방법
5) 실험 결과
6) 결과분석 및 토의
7) 참고자료

4. 브리넬 경도실험
1) 실험 목적
2) 실험 장치
3) 실험 이론
4) 실험 방법
5) 실험 결과
6) 결과분석 및 토의
7) 참고자료

본문내용

0배 이상으로 한다. 시험편의 측정편의 측정면은
상호 평행이고 오목부의 지름을 0.01㎜까지 쉽게 측정할 수 있을 정도로 매끈해야 한다.
시험편의 재질에 따라 적당한 누르게 와 하중을 선택하여 시험기에 설치한다.
시험기 앤빌 위에 시험편을 올려놓고, 측정면이 수평이 되도록 한다. 시험편의 시험면은
강구축에 대하여 수직이어야 한다.
앤빌 승강핸들을 오른쪽으로 돌려 앤빌을 올려서 시험편을 누르게에 가볍게 접촉시킨다.
이 때 측정면이 압자스핀들에 대하여 수직으로 놓여 있는가를 확인해야 한다.
릴리프 밸브를 잠그고 유압펌프의 가압레버를 짧은 스트로누크로 움직여 실린더 안의 압력을
올린다. 특히 설정하중에 접근할 때는 더욱 천천히 레버를 살며시 움직인다.
하중지시계의 지침이 설정하중에 도달하면 추는 유압과 평형을 이루어 떠오른다. 이 때 추
걸이를 필요이상으로 올리지 않도록 주의하여야 하며 한도이상으로 올리면 고압의 기름이
저압유조로 되돌아가서 추걸이가 급격히 내려가 기계를 파손시킬 수도 있다.
하중이 걸린 채로 10 ∼ 30초 동안 유지한다. (20초로 하였음)
릴리이프 밸브를 열면 실린더 안의 고압유는 밸브를 통하여 저압유조로 돌아가 유압을 제거
하므로 추는 처음의 위치로 되돌아가고, 하중지침계의 지침은 0 으로 돌아간다.
승강핸들을 왼쪽으로 돌려 시험편을 내려놓고 오목부의 지름을 접안식 현미경으로 측정한다.
(숫자있는 눈금: 1㎜, 눈금 1개: 0.1㎜)
동일한 방법으로 연강과 황동에 대해서 5회씩 실시한다.
※ 주의사항 : 시편이 너무 얇거나, 너무 시편 가장자리에서 측정했거나, 또는 누름 위치를 서로
너무 가까이 했을 경우에는 먼저 눌린 부분의 조직이 조밀해져 있으므로 부정확한 결과가
나온다. 브리넬 경도 HB의 수치에는 단위를 붙이지 않는다.
브리넬 경도 측정 결과 표
구 분
내 용
회 차
하 중
P (kgf)
강구의 지름
D (mm)
압흔의 직경
α (mm)
경 도
(HB)
황 동
1
500
10
3.30
56.82
2
500
10
3.25
58.64
3
500
10
3.30
56.82
4
500
10
3.30
56.82
5
500
10
3.30
56.82
평 균
500
10
3.29
57.18
연 강
1
500
10
2.60
92.56
2
500
10
2.70
85.71
3
500
10
2.50
100.24
4
500
10
2.60
92.56
5
500
10
2.70
85.71
평 균
500
10
2.62
91.36
브리넬 경도 측정 결과 그래프
위 그래프에서 나타내듯이 브리넬 경도 실험에서 연강의 강도가 황동의 강도보다 훨신 크다는
것을 황동과 연강의 그래프 차이를 통해 한눈에 알아볼 수 있다.
실험 오차
전반적으로 상당히 양호하게 실험이 진행되었으나 오차의 원인을 분석해 보도록 한다.
첫째로, 시험편의 가공에서 편평도를 0에 맞추는 일이 관건이었다.
일단 사람의 손으로 가공하는 일이니만큼 정확한 시험편의 가공은 어렵다.
둘째로, 유압펌프에 가압레버로 실린더를 가압하는 과정에서 역시 수동으로 조절하기 때문에 매번
정확한 수치를 내기가 어려웠다
셋째로, 압흔을 측정하는 과정에서 접안식 현미경을 사용하나 육안으로 관찰되는 것만으로 측정값을
결정해야 하기 때문에 약간의 오차는 필수불가결한 것이다.
재료의 경도는 개인의 경험에 따라 많은 의미를 가질 수 있는 용어로 불분명하게 정의된다는
것을 알 수 있었다. 일반적으로 경도는 흔히 변형에 대한 저항성을 의미하며, 금속에서 경도는
그들의 소성변형, 즉 영구변형에 대한 저항성을 나타낸다. 재료의 역학에 대해 공부하는
우리들에게 경도는 압흔에의 저항을 뜻하며 브리넬 경도시험의 원리를 이해하고 사용할 수
있다는 것은 매우 유용한 일이라 여겨진다
주의사항
시편이 너무 얇거나, 너무 시편 가장자리에서 측정했거나, 또는 누름의 위치를 서로 너무 가까이 했을
경우 한번 눌린것의 주변 조직이 치밀해지기 때문에 부정확한 결과가 나온다.
압입경도의 문제점
압입변형에서 압흔 주변은 변형에 따른 응력이 생기며 이때의 응력분포나 탄성에 의한 복원 정도는
압자의 형상에 따라 다르다. 측면에 가까운 부분이나 박판의 경우는 올바른 경도를 나타내지 못한다.
압입변형의 대부분은 소성변형으로 소성변형에 의한 경화정도는 경도에 크게 영향을 미친다.
따라서 압흔 주변도 경화하므로 여기서의 경도는 올바르지 않다.
소성변형은 부하시간에 관계되므로 변형이 완료될 때까지 충분한 시간을 주어야 하며 실제로 부하
시간을 규정하는 경우가 많다.
곡면의 측정은 평면의 경우와 측정치가 다르므로 보정을 요하고 면이 거칠면 측정치가 바르지 못하다.
압자가 강일 때에는 압자의 변형도 문제가 된다.
압 자
가장 많이 사용되는 것은 직경 10mm의 강구이나 작은 압흔을 원할때에는 5mm, 2.5mm, 2mm, 1mm의
것을 사용하며 그 재질은 볼 베어링용(KS b 2001)으로 제작된 소입 강구가 사용된다. 시료가 딱딱
하면 강구가 영구변형을 일으켜 압흔현상은 진원이 되지 않아 정확한 측정이 되지 못하며 강구로써
의 측정에 한계가 되어 KS B 0805 및 ISO 등에서는 이를 HB 450 이내로 정하고 있다. 초경합금구를
사용하면 HB 650 까지 측정범위를 확대 할 수 있으며 ASTM 규격에서도 carbide 구로써 HB
630을 한계로 하고 있다.
시 편
브리넬 경도시험에 의한 압흔은 비교적 커서 제품에 대한 측정은 적고, 제조 도중에 채취된 시료에
대해 측정하는 경우가 많다. 측정면은 평면을 원칙으로 하고 압흔의 직경을 0.01mm까지 측정할
정도의 평면도를 필요로 한다. 시료가 너무 얇거나 새로 측정할 위치가 먼저 생긴 압흔이나 시료의
테두리와 인접하면 압흔 변형에 영향이 있으므로 정확한 값을 얻을 수 없다. 따라서 시료의 두께,
압흔 중심과 시료의 테두리 또는 인접한 밥흔과의 간격 등에 최소 한계치를 규제할 필요가 있다
참 고 문 헌
저 자
해 당 페 이 지
금속 재료학
염영하
37
금속강도학 제 3판
김희송, 권숙인, 최종술
197∼198
최신 토목재료 실험
박승범
236∼239
기계 공학 실험
주재인, 이철구
·
금속 강도학
김희송, 권숙인, 최종수
·

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