[구조역학실험] Monotonic Tensile Test

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[구조역학실험] Monotonic Tensile Test에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. ASTM E8M-04 해석 및 요약
6. 결론 및 고찰
7. 참고 문헌

본문내용

edge는 전체 길이에 대해 장비의 Crosshead로 지지되어야 한다. 이 요구사항은 몇몇 두께의 Liner들은 시편두께의 범위 내에서만 사용 가능하다. 적합한 Gripping을 위해 Wedge grip의 내부의 각 톱니는 전체 시편길이에 걸쳐 시편을 접촉하는 것은 바람직하지 않다.
● 5.2.4 Grips for Sheet Materials : Fig. 5에 나와 있는 자동조절 그립은 wedge grip의 일반적인 타입의 만족할만한 결과를 가지지 않은 실험 sheet 재료로 만족도가 제공된다.
● 5.2.5 Grip for wire : Fig. 5와 Fig. 6에서 나와 있는 Wedge나 snubbing 타입의 Grip 또는 flat wedge grip이 사용될 것이다.
(4) 실험 속도
● 7.6.2.3 실험하는 동안 정점 분리 속도 : 실험하는 동안 기계의 정점 분리 속도의 허용한계는 줄어든 길이 (또는 줄어든 부분을 갖고 있지 않은 시편 그립 사이 길이)는 미터 퍼 세컨드로 결정 된다. 분리 속도 한계는 여러 가지 형태와 크기의 시편을 위해서 다른 제한을 적용함으로써 자격을 갖추게 된다. 많은 실험기계들은 실험하는 동안 정점 분리 시간을 절하고 측정하기 위해 pacing 이나 표시장치를 갖추고 있다. 그러나 그러한 장치들이 없을 때는 알맞은 측정 길이와 시간 장치를 사용함으로써 실험적으로 분리 시간을 결정 할 수 있다.
(5) Offset method
● 7.7.1 오프셋 방법 : 오프셋 방법으로 항복강도를 결정하기 위해서 응력-변형률 선도에 그려진 (자동으로 그려지거나 수치적인) 그래프가 필요하다. 그럼 응력-변형률 선도(그림21)에서 오프셋의 특정한 값과 같은 Om을 남겨둔다. 그리고 mn과 OA를 서로 평행하게 그리고 나서 선도와 선mn이 만나는 교차점 r을 지정한다.
(노트32) 이 방법으로부터 얻어진 항복강도 값을 기록하고, 밑의 공식처럼 항복강도 단어 뒤에 괄호 안에 사용되어진 특정한 오프셋 값이 서술되어있다.
6. 결론 및 고찰
이번 실험에서는 시편을 가지고 직접 인장 실험도구를 사용하여 인장시켜 시편의 파단을 눈으로 직접 관찰하였다. 실험 결과 데이터는 공칭응력-공칭변형률 데이터였으며 이를 바탕으로 Tecplot이라는 프로그램을 이용해 직접 공칭응력-공칭변형률 커브를 도시하였다. 이 커브를 바탕으로 탄성계수, 항복강도, 극한인장강도, 파단강도, 연신률 등을 구할 수 있었다. 도시한 커브에서 Linear한 탄성구간을 확인하고 탄성계수를 구할 수 있었으며 탄성구간을 지나 항복강도에 도달하여 소성변형 이 일어날 때 에는 응력-변형률 커브가 보다 완만해짐을 볼 수 있었다. 도시한 커브는 일반적인 응력-변형률 커브와는 달리 탄성구간을 지나 응력이 갑자기 감소하였다가 증가하는 구간(상항복점, 하항복점 등)이 없이 완만히 증가하기만 했는데 이는 시편의 재료와 관련이 깊음을 알 수 있었고 이 경우 0.2% offset method를 이용하여 항복강도를 구해야 한다는 사실도 알게 되었다. 최대 응력에 도달한 후 그래프가 약간 하락하며 끊어짐을 확인 할 수 있는데 이는 시편의 파단을 의미하고 끊어진 부분에서 파단강도를 측정할 수 있었다. 연신률은 실험 전에 측정한 시편의 길이와 끊어지기 직전의 시편의 길이를 주었기 때문에 쉽게 구할 수 있었다.
UTM을 통해 시편이 인장되면서 시편의 단면적이 줄어드는데 이 단면적 감소의 영향을 적용하여 진응력-진변형률 곡선을 도출할 수 있다. 이 곡선에서는 응력이 계속해서 증가하기만 하고 줄어드는 구간은 없으며, 이는 강의시간에 배웠던 이론과 상당부분 일치했다.
더 나은 구조물을 만들기 위해서는 이번에 수행한 실험을 포함한 여러 실험을 통해서 재료의 특성치를 잘 파악하고 이를 실제 구조설계 시 잘 활용하는 것이란 걸 이번 인장 강도 실험을 통해서 깨달았다. 또한 아주 짧은 순간의 실험이지만 그 결과를 다방면으로 분석하며 더 나은 현재를 위해 고생하는 조선 해양 공학 엔지니어들의 대단함을 느낀다.
7. 참고 문헌
(1) 이억섭 저, “재료역학”, 청문각, 1993
(2) 임상전 저, “재료역학”, 문운당, 2005
(3) 김재근 저, “재료시험법”, 원창출판사, 2009
(4) 염영하, “최신재료시험법”,동명사, 2001
(5) 한국 산업 규격 홈페이지, http://www.ks.or.kr
(6) 두산 백과사전, http://www.encyber.com
(7) 구글 검색, http://www.google.co.kr

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