기계공학 실험 -샤르피 충격실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. ①사용 시험기, 기구
　　②시험편 도면 작성
　　③실험 방법
4. 실험결과
5. 실험 소감

본문내용

괴시킨다. 이때 시편 재료가 얼마만큼 충격력에 견딜 수 있는가를 판단할 수 있다.
②시험편 도면 작성
시편의 가로X세로X높이는 10X10X55mm 이며 시편의 규약은 KS B 0809로 규정되어 있다.
③실험 방법
1. 시험기의 핸들을 시계반대방향 (β)으로 돌려 해머의 래치에 걸리도록 한다.
2. 핸들을 시계방향 (α)으로 약간 돌려 시험편을 고정 시킨다.
3. 시험편을 고정시킬 때 시험편의 노치부분이 해머 날의 반대방향으로 고정시키고 노치 중심과 해머 날이 일직선이 되게 시험편을 고정시킨다.
4. 핸들을 시계방향 (α)으로 돌려 시험하고자 하는 각도(α)만큼 해머를 들어 올린다.
5. 시험각도(α)만큼 해머를 들어 올린 후 시험각도를 기록한 후, 눈금바늘을 반대방향으로 돌려준다.
6. 팬듈럼 해머 낙하 레버를 작동하여 해머를 낙하시킨다.
7. 해머가 낙하되면서 시험편이 파단되면 브레이크 레버를 작동시켜 해머를 정지시킨다.
8. β값을 기록한다.
9. 핸들을 돌려 해머의 래치에 걸리도록 한 다음 파단 시험편을 제거한다.
이때 주의사항으로는
1. 팬듈럼 해머가 낙하할 때 위험하므로 시험자 외에는 시험기 주위에 접근하여서는 안된다.
2. 팬듈럼 해머가 정지한 후에 시편을 삽입해야 한다.
4. 실험결과
실험은 같은 시편 2개를 이용해서 2번 진행했다.
해머각도 α는 110으로 고정되었고 이때의 β값을 알아내서 실험 결과 수치를 내야한다.
실험에 사용된 해머의 제원은 아래 그림3과 같으며
그림3. 실험에 사용된
샤르피 충격시험기의 해머 제원
첫 번째 실험 후 β값은 아래 그림4와 같이 97이 나왔다.
그림4. 첫 번째 실험의 β값
첫 번째 실험의 α값은110 , β값은 97 이며 W값은 25.695kgf, R값은 0.74
이므로
초기 해머 위치에너지
에 의해
25.695kgf*0.7498m*(1-cos110°) = 26.86kgfm
파단 후 위치에너지
에 의해
25.695kgf*0.7498m*(1-cos97°) = 21.61 kgfm
소모에너지
에 의해
=26.86kgf.m =21.61kgf.m이므로
- = 5.25kgf.m
충 격 치
에 의해
5.25 kgfm/0.01²㎡ = 52500kgf/m
두 번째 실험 후 β값은 아래 그림5와 같이 93이 나왔다.
그림5. 두 번째 실험의 β값
두 번째 실험의 α값은110 , β값은 93 이며 W값은 25.695kgf, R값은 0.74
이므로
초기 해머 위치에너지
에 의해
25.695kgf*0.7498m*(1-cos110°) = 26.86kgfm
파단 후 위치에너지
에 의해
25.695kgf*0.7498m*(1-cos93°) = 20.27 kgfm
소모에너지
에 의해
=26.86kgf.m =20.27kgf.m이므로
- = 6.59kgf.m
충 격 치
에 의해
6.59 kgfm/0.01²㎡ = 65900kgf/m
5. 실험 소감
이번 실험은 샤르피 충격시험기를 이용하여 노치가 있는 시편을 α값이 110 로 일정한 높이에서 해머로 충격하여 파단하고 그 때의 흡수한 위치에너지를 구하고 해머의 위치에너지에 의해 시편에 가해지는 충격치를 알아보는 실험이었다. 재료의 인성 또는 취성 즉, 재료의 변형 중 에너지 흡수 능력을 알아보는 실험이었는데 충격 흡수 에너지가 크면 클수록 그 재료는 연성을 갖게 된다는 것을 알았다.
실험할 때 2번의 실험 다 시편이 파단 되었지만 다른 사람들 중 일부는 시편이 파단 되지 않는 경우도 있었다. 그 이유로는 해머의 각도가 시편을 파단 할 수 있는 높이에 도달하지 못했을 경우, 또는 시편의 노치의 형상이나 폭을 다르게 해서 실험했더라면 시편이 파단 되지 않았을까 하는 생각을 해보았다.

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기계공학,   공구,   샤르피,   샤르피충격실험