재료공학 실험 - 굽힘 실험

소개글

재료공학 실험 - 굽힘 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험목적

실험이론

실험방법

실험결과

실험결론 및 고찰

본문내용

실험 목적
재료에 대한 굽힘 시험으로 탄성계수, 곡률, 관성
모멘트 등을 알아보고 이를 통해 물성 값과 시편을
비교 해 본다.
실험 이론
굽힘 시험기
만능기에 굽힘시험용 장치를 붙여서 시험을 하며 그림과 같이 시험면을 두 지점에서 지지하고, 그 중앙부 또는 각각 동일 거리의 2점에서 하중을 가하여 실험한다.
(그림1)은 3점 굽힘 시험기 (그림2)는 4점 굽힘 시험기이다.
3점,4점 굽힘 시험기 차이
*Deflec tometer: 굽힘 시험등에서 시험편의 휨을 측정하는 장치
3점 굽힘 시험기:하중 점 뒷 표면에서 부터 균열이 발생한다.
4점 굽힘 시험기:두 하중 점 간에 인장 측 표면 중에서 제일 취약한 결합으로 부터 파괴가 개시된다.
(즉, 완전한 설계를 위한 자료는 4점 굽힘 시험이 좋다.)
굽힘 시험의 종류
V블록법
시편을 V블록 위에 올려 놓고 그 중앙을 누름 쇠로써 서서히 하중을 가하여 규정된 V자 모양으로 굽히는 방법이다.
눌러 굽히는 방법
반경이 10mm이상인 원통 받침으로 받쳐 L=2r+3t
로서 굽힘 각도가 대략 170도가 될 때 까지 굽힌 후
시험편의 표면 관찰 한다.
감아 굽히는 방법
시험편의 중앙부가 규정의 모양이 되도록, 시험편을
환봉 또는 다이에 맞게 시험편의 한쪽을 눌러 고정,하
고 다른 쪽에서 서서히 하중을 가해 규정을 굽힘 각도
까지 감아 굽힌다
연성파괴 취성파괴
연성파괴
금속 재료가 탄성한도 이상의 인장력에 의해서 파괴되는 것이 아니라 늘 어나 소성변형을 하는 성질이다.
취성파괴
물체의 탄성한계이상의 힘을 가했을 때 영구 변형을 하지 않고 파괴되
거나 또는 극히 일부만 영구변형을 일으키는 성질이다.
탄성계수 (E)
탄성계수를 탄성율 또는 Young’s Modulus라 하며 탄성계수는 공칭응력과 변형율 곡선의 탄성영역에서의 기울기로서 금속재료의 최대 탄성 변형율의 0.5%이하인 것이 보통이다.
변형이 탄성적인 것으로 부터 소성적으로 변하는 점은 응력-변형률 곡선의 기울기가 탄성계수와 달라지는 응력으로 이 점을 정확하게 결정하기가 어렵기 때문에 여러가지 근사값이 사용된다.
중략
곡률
곡선의 곡면의 휨 정도를 나타내는 변화율이다.
곡선 위의 점 P가 곡선을 따라 일정한 속도로 움직일 때, 그
진행 방향은 이동한거리 S(곡선의 호의 길이)에 따라 변화하는
데, 이 때의 변화율을 곡선의 곡률이라고 한다.
굽힘 모멘트
중략
실험 방법 및 준비물
실험방법
탄소강, 아크릴, 대리석 시편의 중심을 기준으로 표점 거리 40mm를 표시한다.
버니어 캘리버스를 이용하여 시편의 두께와 너비를 측정한다.
준비된 시편을 만능기에 올리고, 응력을 가한다.
시험이 끝나면 데이터 값을 비교, 분석한다.
준비물
시편(탄소강, 아크릴, 대리석 판재)
버니어 캘리버스
만능기
중략
실험 결론 및 고찰
탄성계수
탄성계수가 높을 수록 큰 응력을 가할 때 변형이 일어나는데 크기 순은 탄소강 > 대리석 > 아크릴이다.
최대 굽힘 강도
최대 굽힘 강도 데이터 살펴보면 탄소강 > 아크릴 > 대리석 순으로 재료가 하중을 견딜 수 있는 저항성으로서 탄소강이 가장 크며 아크릴 대리석 순으로 나왔다.
변형량
변형량은 탄소강 > 아크릴 > 대리석 순으로 탄소강의 변형이 가장 많이 일어난 것을 알 수 있으며 대리석이 변형이 거의 일어나지 않은 것 을 알 수 있었다.
변형률
변형률이 5%미만일 때 취성재료 이므로 아크릴과 대리석의 경우는 취성재료 이며 탄소강의 경우 연성 재료인 것을 알 수 있다.
굽힘 모멘트
최대 모멘트 일 때를 표현 해 놓은 그래프로 하중에 대해 탄소
강이 가장 큰 모멘트를 가짐을 볼 수 있다.
관성 모멘트
원래의 상태를 유지하려는 모멘트로서 값이 클수록 변형
이 잘 되지 않는 것으로 대리석 > 탄소강 > 아크릴 순으로
변형이 어려움을 볼 수 있다.

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재료공학,   굽힘,   실험