인장 실험

소개글

인장 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

인 수축 현상을 일으켜 G 점에서 드디어 파단된다. 시험편이 견딜 수 있는 최대 하중 WMAX 를 시험편의 원단면적으로 나눈 값이 인장 강도(Tensile strength)로써,
이다.
응력-변형 곡선에서 보는 바와 같이 최대 하중의 경우에는 시험편은 늘어나서 그 단면적이 작아졌으므로 이 강도는 참된 최대 응력을 나타내지 못하고 있으며, 편의상으로 정의한 값이다. 참된 응력은 G 점이므로 의 값이 된다.
그림에서 G 점이 E 점보다 하중이 감소되어 있는 것은 단면적의 감소로 인한 것이며, 참된 단위 면적당으로 생각하면 F\'G\' 곡선과 같이 증가한다. 항복점이 분명하지 않은 재료에서는 항복점 대신 0.2% 의 영구 변형이 생기는 응력을 내력으로 정하여 응력-변형 곡선 위에서 0.2% 변형(Strain)이 생기는 점에서 직선부와 평행선을 긋고 곡선과 만나는 곳을 항복점이라 한다.
7) 시험기 (Testing machine)
: 인장 시험기로서는 인장외에 압축, 굽힘의 시험등도 겸할 수 있는 만능 시험기(universal tester)를 주로 사용하며 힘을 가하는 방법에 따라 유압식, 지렛대식, 펜들럼(Pen-dulum)식 등이 있고, 기계의 용량은 그 최대 응력으로 표시되는데 주로 쓰이는 것은 30-50t 정도이고 대표적인 것에는 암슬러(Amsler)형 만능 재료 시험기가 있다.
1-5 실험 방법
SM45C, AL, CU 시험편을 이용한 인장시험
1) 시험편을 준비한다.
2) 시험편의 나비,표점길이,평행부의길이 두깨등을 측정한다.
3) 컴퓨터를 켜고.연결된 Universal Testing Machine 를작동한다.
4) 시험편을 grip에 장착한다.
5) 인장시험 software SERIESIX에서 구하고자 하는 값을 setting 하고, 안전장치를 건다.
6) TEST를 시작한다.
7) 시험이 끝나면 파일을 저장하고, 프린터로 출력한다.
8) 시험편을 grip에서 제거하고 frame을 제자리로 setting한다.
9) 시험결과 값을 Print한다.
1-6 실험 결과
(1) 측 정 값
실 험 전
실 험 후
SM45C
Al
Cu
SM45C
Al
Cu
실험편 평행부의 두께(mm)
14.3
14
14.2
10.2
10.3
8.3
표 점 거 리 (mm)
50
50
50
62.5
57.6
63.5
항 복 하 중(KN)
SM45C
72.0625
Al
34.7125
Cu
14.1812
최 대 하 중(KN)
SM45C
109.437
Al
35.5678
Cu
44.7187
파단점의 위치
SM45C
평행부길이(P)점 좌측 시작점으로부터 31.75㎜
Al
평행부길이(P)점 좌측 시작점으로부터 28.8㎜
Cu
평행부길이(P)점 좌측 시작점으로부터 32.5㎜
(2) 계 산 값
항복 강도
()
인장 강도
()
연 신 률
(%)
단면수축률
(%)
탄성계수
SM45C
4.4
6.6
25.0
49.1221
7215.77
Al
2.2
2.2
15.2
45.87244
3244.35
Cu
2.7
2.7
27.0
65.8351
4308.23
1-7 고찰 및 의견
항복점이 분명하지 않은 재료(Al /Cu-Cr)에서는 항복점 대신 0.2% 의 영구 변형이 생기는 응력을 내력으로 정하여 응력-변형 곡선 위에서 0.2% 변형(Strain)이 생기는 점에서 직선부와 평행선을 긋고 곡선과 만나는 곳을 항복점이라 하였어며 그곳에 해당되는 그래프에서 항복 하중과 인장강도와 항복 강도 을 결정 하였어며 그래프을 보고 결정짓는 부분에서 오차가 좀 있을 것 으로 예상됩니다. 결과값은 약간씩 차이가 있지만 중요한 것은 재료의 특성을 감안할 때 그 재료가 가지고있는 특성만은 그대로 알 수 있는 계기가 되었습니다. 재료의 고유의 인장강도와 원래 공학자료에 나와있는 인장강도 표준치에는 도달하지 못하지만 어느 정도의 인장강도와 항복강도는 SM45C > Cu > Al 순서로 됨을 알수 있었어며 야간의 오차는 그래프 보는 관점에서의 오차와 실험시 최초 0점 조정시의 오차가 좀생긴 것으로 예상된다.
응력이 비례한도에 도달하기 전까지 시편에 작용하중은 비례하여 나타나며, 이 구간에서 재료의 거동을 선형탄성 거동이라 한다. 비례 한도 점까지 그래프에서 보면 탄성 변형을 한다(M점). 즉 이 구간에서 하중을 제거하면 원래의 상태로 돌아 갈수 있다.
하중을 계속 가하면, 극한응력에 도달하고 이 구간에서는 하중이 증가한다.
이 점이 최대하중이 되며, 그래프에서 Y점이다. Y점에서부터 nocking 이 진행하며,
Y부터 하중은 저하하여 F점에서 파단 된다는 것을 실험을 통하여 확인하였다.
모든 그래프는 비철 금속의 stress-strain 선로의 특징을 모두 나타내고 있다.
실험 결과에서 항복강도: SM45C >CR-CU >AL
단면 수축률: CR-CU > AL > SM45C
인장강도: SM45C >CR-CU >AL
연신율: CR-CU> SM45C> AL
탄성계수:SM45C >CR-CU =AL
실험시 처음에 하중을 서서히 주지 못하여서인지 그래프 상에 구하고자 하였던 변형률, 인장강 도, 파단응력 등이 명확하게 나타나지 못한점이 아쉬웠다. 또한 알루미늄이나 연강이 아닌 취 성재료의 인장실험을 할 수 있으면 연성재료와 취성재료의 차이에 대하여도 더 잘 이해할 수 있을 것 같다. 위 의 실험 자료는 MTS 라는 우수한 시험기로 거의 정확 할 것이라고 생각 하였으나 두가지 자료는 그래프만으로 분석을 하다보니 정확성이 떨어진 다는 것을 알았다. 또 편을 인장 하기 전에 표점거리를 표시하여 인장 후 표점거리를 구하여야 하는데 파단후에 표점 거리을 측정하기가 무척 까다로웠던 점이 수치에 오차가 있을 것으로 예상된다.
그러나 시편이 항복점을 지나 늘어지다가 끊어지는 과정을 직접 눈으로 봄으로서 실질적
응력과 변형량에 대한 관계를 알 수 있게 되었다.
1-8 참고문헌
참고문헌
◆재료역학: 저자: 유홍균출판사: 원화
◆기계설계공학: 저자: 강성모 출판사: 구민사
◆기계재료학: 저자: 열영하 출판사: 동명사
◆기계재료학: 저자: 최락상 출판사: 문운당
◆재료시험입문: 저자: 오세욱 출판사: 원창
◆재료강도학: 저자: 이치우출판사: 원창

키워드

인장실험,   인장강도,   항복점,   탄성계수