충격 경도 인장 실험

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충격 경도 인장 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 실험기기

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 고찰

본문내용

되고 주철이나 담금질 경화된 탄소량이 많은 강처럼 단단하지만 부서지기 쉬운 재료, 결정계로서는 체심입방정계에 일어나기 쉽다. 소재가 보 통상태에서는 무르지 않은 강일지라도, 매우 낮은 온도에 방치되거나 응력집중 이생기는 구조이거나, 충격부하로 변형속도가 빠를 경우, 또는 용접 등에 의해 강한 열의 영향을 받아 경화된 경우에는 메짐파괴가 일어날 수 있다.
선박 ·교량 ·탱크 등 자연조건에 방치되는 철강용접 구조물에서는 메짐파괴에 의한 사고를 일으킨 예가 많으므로 주의해서 설계해야 한다. 강재의 메짐을 판 정하는 데 일반적으로 충격굽힘시험이 이용된다.
σw = 설계응력
σ0 = 항복력
σu = 인장강도에 해당하는 응력
N0 = 항복강도에 기본을 둔 안전계수
Nu = 인장강도에 기본을 둔 안전계수
3. 실험 기기
1) 사용기기 :
만능 시험기, 마이크로 미터, 버니어 캘리퍼스, 금긋기 바늘, V블록, 펀치, 해 머, 기록치, 시편(SM45C, SM20C, AL2024, AL7075)
2) 시편의 형상 및 치수
4. 실험 과정 및 방법
① 환봉 시험편의 경우에는 쐐기형 척 속에 V-grip, 관상 시험편의 경우에는 평 grip을 장치한다.
② Grip에 시험편을 고정한다.
③ 펌프 작동스위치를 눌러 펌프를 작동한다.
④ 시험하중을 결정하여 펜류럼에 추를 걸어준다.
⑤ 펜류럼 추의 무게에 따라 range selector leverdml 눈금을 맞춘다.
⑥ Recording drum과 X-Y 기록계의 테이블에 기록지를 부착한다.
⑦ 시험편의 형상에 따라 Extense meter를 시험편의 표점거리 내에 고정한다.
⑧ 기록지의 0을 조정한다.
⑨ Grip에 시험편이 완전히 고정되었는가를 확인하면서 Pump On 상태에서 Loading Velve를 시계방향으로 서서히 돌려 하중을 가해준다.
10. 최대하중에 도달하였을 때 Loading Velve를 잠그고 Extense meter를 제거한 다.
11. 다시 Loading Velve로 하중을 가하여 시험을 계속한다.
12. 시험편이 파단되면 Loading Velve를 잠그고 Unlording Velve를 시계방향으 로 돌려 시험편 고정 테이블을 원위치 시킨다.
5. 실험 결과
1V=500με
X KN일때 ε=전압*500*10^-6
- σ=F/A (A=)
XKN일때 σ=X*10^3/()
- E=σ/ε
XKN일때 E=(XKN일때의σ)*10002/(XKN일때의ε)
SM20C
force(kN)
V
변형률()
응력()
탄성계수()
5
0.64
3.2*10^-4
63.66
198.938GPa
10
1.29
6.45*10^-4
127.32
197.395GPa
15
1.94
9.7*10^-4
190.99
196.897GPa
20
2.60
1.3*10^-3
254.65
195.885GPa
25
3.24
1.6*10^-3
318.3
198.937GPa
AL2024
force(kN)
V
변형률()
응력()
탄성계수()
5
1.56
7.8*10^-4
63.66
816.154GPa
10
2.78
1.39*10^-3
127.32
915.971GPa
15
4.16
2.08*10^-3
190.99
918.221GPa
20
5.38
2.69*10^-3
254.65
946.654GPa
E=197.61 E=899.25
항복강도 :
인장강도 :
연신률 :
단면수축률 :
비례한도 :
탄성계수 :
포아송비 :
1) SM45C
측정값
실험전
실험후
시험편평행부폭 (mm)
10
8.4
단면적 (mm2)
78.5
55.3896
표점거리 (mm)
50
56.05
항복하중(N)
54770
최대하중(N)
60080
항복강도
(kg/mm2)
인장강도
(kg/mm2)
연신율 (%)
단면수축율 (%)
포아송비
100.84
78.057
12
29.4
-2.45
2) SM20C
측정값
실험전
실험후
시험편평행부폭 (mm)
10
6.9
단면적 (mm2)
78.5
37.37
표점거리 (mm)
50
60.5
항복하중(N)
47840
최대하중(N)
48570
항복강도
(kg/mm2)
인장강도
(kg/mm2)
연신율 (%)
단면수축율 (%)
포아송비
130.55
63.103
21
52.43
-2.495
3) AL7075
측정값
실험전
실험후
시험편평행부폭 (mm)
10
9.25
단면적 (mm2)
78.5
67.17
표점거리 (mm)
50
55
항복하중(N)
46920
최대하중(N)
48870
항복강도
(kg/mm2)
인장강도
(kg/mm2)
연신율 (%)
단면수축율 (%)
포아송비
71.24
63.493
10
14.43
-1.443
4) AL2024
측정값
실험전
실험후
시험편평행부폭 (mm)
10
8.4
단면적 (mm2)
78.5
55.4
표점거리 (mm)
50
58.4
항복하중(N)
38660
최대하중(N)
46350
항복강도
(kg/mm2)
인장강도
(kg/mm2)
연신율 (%)
단면수축율 (%)
포아송비
100.84
78.057
12
29.4
-2.45
6. 토의 및 고찰
시편을 잡고 늘여 트려 거기에 대한 변형률을 측정하여 응력-변형률 곡선을 그려항복 강도와 인장 강도를 구하는 실험이었다. 인장 강도 및 항복강도 등을 그래프 상에서 정확히 구분 지을 수 없어서 하나의 값으로 사용하였다. 그렇기 때문에 정확한 값을 얻을 수 없었다. 또한 시험편이 인장이 되면서 변하는 단면적을 측정할 수가 없어서 초기 단면적과 실험이 끝난 후의 단면적을 사용해서 계산하였다. 계산은 인장이 시작되면서 시편이 미끌어지는 슬립현상이 오차를 만들 것으로 예상된다. 스트레인게이지를 이용하여 탄성계수를 구한 후 이것을 실험을 통하여 구한 데이터와 결합하여 완벽한 응력-변형률 곡선을 만들어 내었다.
위의 측정, 계산 값들을 살펴보면 Steel이 항복강도, 인장강도의 Al재질보다 높게 나왔다. 이것은 Steel의 경우 더 큰 힘을 주어야 파단이 된다는 뜻이다. Steel의 경우 변형율 역시 상대적으로 작게 나왔다. 위 세 실험을 종합적으로 볼 때
철이 알루미륨보다 인장, 경도, 충격면에서 더 뛰어나다는 것을 볼 수 있다. 이는 철이 탄소를 알루미늄보다 많이 가지고 있어 나온 결과라고 생각한다.

키워드

충격,   인장,   경도,   브리넬