[재료역학실험] 인장강도측정시험

소개글

[재료역학실험] 인장강도측정시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

⦾시험 개요
⦾시험 목적
⦾시험 이론
⦾시험 준비물
⦾시험 방법
⦾시험 결과
⦾오차분석 및 고찰
⦾결론

본문내용

편의 원단면적 ()와 절단 후의 단면적 ()와의 차를 원단면적 로 나눈 값을 백분율로 나타낸 것을 수축율(ψ)이라고 하며, 다음식 으로 표시한다.
넥킹 현상
시편의 가운데 부분이 단면적이 수축하는 현상, 육안으로 관찰 가능
감소한 단면적을 사용하면 진응력-변형률 곡선을 구할 수 있음
항복 강도와 인장강도
재료의 항복응력과 극한응력을 각각 항복강도와 인장강도(극한강도)라고 부른다. 강도는 일반적으로 구조물이 하중에 저항하는 능력을 나타내는 용어지만, 특정재료의 인장 시험 시에는 시편에 작용하는 전체 하중에 의한 것보다는 시편의 응력에 의한 하중 부하능력으로 정의한다. 결과적으로, 재료의 강도는 통상적으로 응력으로 나타낸다.
항복점 결정방법 (오프셋 방법)
외력이 제거되었을 때에 원형으로 되돌아가는 부재를 요구할 때에는 비례한도나 탄성한계를 모색하면 되지만 이들을 구하는 문제가 그리 쉬운 것은 아니다. 따라서 연강에서는 항복점을 대용으로 쓰는 것이 일반적인 경우이나, 연강이외의 금속재료들은 아래의 그림과 같은 형태의 곡선으로 나타나기 때문에 항복점을구분하는 것이 쉽지 않다. 따라서 0.2%의 영구변형이 생기는 응력을 항복점으로 규정하고, 0.2%의 변형률이 생기는 점에서 곡선의 직선부에 평행선을 긋고 곡선과의 교점을 구하여 이것을 항복점으로 택한다.
공칭응력 : 원래 시험편의 단면적을 기준으로 응력을 구한 값
공칭변형율 : 변형전의 길이에 대한 길이 변화량의 비
시험 준비물
시험편, 인장시험기 - MTS810(25t) 변위 제어 방식, 재하속도:0.01mm/sec
시험 방법
1. 시험기를 조정한다.
2. 시편을 grip에 고정한다.
3. 기계를 작동시켜 인장력을 가한다.
4. 파괴가 된 후 데이터 값을 확인한다.
시험 결과
시편이 견딜 수 있는 최대하중을 최대 인장강도라 정의하며, 목 부분에서 인장이 계속되면 마침내 목 부분의 가장 취약한 부분에서 재료의 파괴가 일어남을 확인할 수 있었다.
데이터 분석 결과 공칭변형율에 비해 진변형율이 작음 →늘어난 시편의 길이를 사용함으로써 생긴 결과
탄성구간 이후 진응력이 공칭응력보다 상대적으로 크다 →파괴가 일어나는 실제 단면적 즉 작아진 단면적을 이용해서 생긴 결과
단면적 변화가 거의 없는 탄성구간에서는 기울기가 거의 일치한다
인장강도 : 543MPa
탄성계수 : 85.34GPa
항복응력 : 500~510MPa
연신률 : 15.44%
오차분석 및 고찰
1. 측정된 데이터 값의 필터링 과정에 따라 그래프 형태에 영향을 줌.
2. 재료가 인장을 받을 때 순수한 인장이 아닌 추가적인 비틀림으로 인한 오차가 발생
3. 균질 재료가 아닌 불순물이나 구성 성분이 고르게 분포하지 않을 수 있음.
4. 기계에 미세한 진동으로 인한 추가적인 하중 발생.
강재의 인장실험을 통해 재료의 기계적, 물리적 성질 그리고 그 재료의 특성을 확인할 수 있었고 응력-변형률 곡선에 대해 잘 이해 할 수 있었고, 알 수 없는 강재를 인장 시험을 통해 항복점을 구해서 알아낼 수 있게 되었다.
또 강재가 제대로 만들어 졌는지를 강도 측정을 통해 확인 할 수 있게 되었고, 하중의 대한 재료의 저항을 보면서 실제 설계에서 가장 안전하고, 적합한 설계를 할 수 있는 역량을 키울 수 있었다.
결론
인장시험편에 서서히 하중을 가해서 재료의 항복점·내력·인장강도· 등 기계적인 여러 성질을 측정해본 결과 가해진 하중과 신장과의 관계를 나타내는 선도를 구할 수 있었다. 또한 재료의 인장강도, 항복점, 연신률, 단면 수축률 등의 기계적인 성질과 탄성 한계, 비례한계, 푸아송 비, 탄성계수 등의 물리 적인 특성 등을 인장 시험 및 물성치의 자료조사 등으로 얻을 수 있었다.

키워드

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