고체 역학 인장 실험

목차

1. 실험 제목

2. 실험 개요

3. 실험 목적

4. 실험 도구 및 재료

5. 인장실험(Tensile-Test)정리 및 이론

6. 실험 순서

7. 실험 측정 결과

본문내용

(i) Steel : Linear 부분에 곧은 선이어야 하지만 그렇지 못함은 시편의 제질 상의 문제로 일정한 힘으로 당겨줌에도 불구하고 일정한 스트레스를 받지 못함에 있다고 추정 된다. Perfect plasticity 구간은 Yield stress로 평행해야 하지만 실험 중 밀림현상으로 추정되는 오차로 인해 갑자기 증가하는 구간이 생겼다.
(ii)Aluminum : 원래는 Yield stress를 찾기 어려울 정도로 곡선으로 진행되어야 하지만 이 실험 그래프에서는 어느 정도 Linear 구간을 구분할 수 있다. 이것은 실험 중간에 중단하였다가 다시 진행하는 과정에서 발생하는 오차로 추정된다.
2) 오차 계산
(i) SteelSTEEL
Nominal
(N/mm2)
True
(N/mm2)
실험에서 측정된
Young's Modulus
31498.62
207215.2
공인된
Young's Modulus
190000 ~ 210000
190000 ~ 210000
오 차 (%)
-0.006 ~ 0.188
-0.0133 ~ 0.091
(ii) Aluminum
Nominal
(N/mm2)
True
(N/mm2)
실험에서 측정된
Young's Modulus
80797.09
82122.89
공인된
Young's Modulus
70000 ~ 79000
70000 ~ 79000
오 차 (%)
0.045 ~ 0.269
0.040 ~ 0.173
8. 토의
가. 오차발생 원인
(i) MTS에 시편을 장착 시에 시편의 위와 아래에 고정되는 위치가 동일하지 않아 시 편의 정 중앙으로 힘이 작용하지 않았다.
(ii) 시편에 Extensometer를 장착했다면 실험 중 오차를 좀 더 줄일 수 있었을 것이 고 보다 정확한 실험 결과를 얻을 수 있었을 것이다.
(iii) MTS에 시편을 장착 시 시편의 Gage length 직전까지 물려야 시편의 길이 확장 오차를 최소화 할 수 있다.
(iv) MTS에 시편을 장착 시 시편의 위와 아래에 고정되는 힘의 크기가 동일하지 않고 한쪽에서 밀림현상으로 인해 necking 현상이 생기는 위치 또는 파단이 생기는 위 치가 정 중앙에서 발생하지 않았다.
(v) 처음 버니어켈리퍼스로 시편 직경을 측정할 때 평균값이라고는 하나 정확치 못하다. 이를 좀 더 정확히 측정한다면 더 좋은 실험 결과를 얻을 수 있었을 것이다.
나. 고찰
(i) 시편의 파단 시 달랐던 절단면
- 시편 파단 시 Steel의 절단면과 Aluminum의 절단면은 다른 모습으로 절단 되었 다. 이것은 Steel과 Aluminum의 고유의 성질 때문은 분명하다. 우선 다음 사진을 통해 각각 다른 모습으로 절단된 시편을 보자.
[Aluminum]
[Steel]
위에서 본 사진을 보면 알 수 있듯이 Steel 시편은 Aluminum 시편에 비해 확실한 necking 현상이 일어났다. 이를 통해 1차적으로 Steel이 Aluminum보다 탄성이 좋다는 사실을 알 수 있으며, 2차적으로는 실험 데이터를 통해 Steel이 상대적으로 Aluminum 보다 연함을 알 수 있다. 마지막으로 절단면을 보면 알 수 있듯이 Steel시편은 평평하게 파단 된데에 비해 Aluminum은 뾰족한 면을 구성하면서 파단 된 것을 볼 수 있다. 이것은 같은 stress가 주어졌을 때 Aluminum이 Steel보다 더 강하게 반항함을 알 수 있으며 이것 또한 Aluminum이 Steel보다 상대적으로 덜 유연함을 증명해준다. 이와 같이 방금 말한 세 가지의 근거로 Aluminum은 Steel 보다 강도는 강한데 비해 탄성력이 떨어짐을 증명 할 수 있다.
<고체 역학 실험 보고서>
인장 실험
(Tensile - Test)

키워드

인장 실험,   고체 역학 ,   기계공학