기계공학실험 인장강도

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기계공학실험 인장강도에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

DTV-900MH 300kN)
보관 장소: 서울과학기술대학교 기계공학 실험실
사진: 사진 [1] 참조
사진[1]
<4> 실험 방법
시험기 작동 원리: 기계식(기어 사용) 으로 작동하여 시편의 상하 부분에 인장력을 가 한다.
신장계: 엔코더 형식의 EXTENSOMETER(신장계)를 사용하며 gage length(표점 거리)는 50mm로 한다.
시편의 재료 및 형상: SM45C(탄소량 0.42~0.48% 함유), SM20C(탄소량 0.18~0.23% 함유)로 실험 을 하며 시편형상은 사진[2]과 같다.
사진[2]
*시편 형상이 사진과 같이 중간 부분의 지름이 작은 이유는 응력을 중간 부분에 집중 시 파손이 표점 거리 내에서 발생하기 위함이다.
<5> 시험 결과 및 고찰: 실험은 SM45C를 시편으로 하였다. 실험 결과 시편이 파단 되는 소요 시간은 2분15초 이였다.
지름은 초기 13.7mm에서 12.44mm로 축소 되었다. 따라서 단면수축률은 {(13.7mm)² - (12.44mm)²} / (13.7mm)² = 0.175 이다.
그림[3]은 파단후의 시편 형상이다. 파단이 일어난 면적이 초기 면적에 비하여 축소 되었다.
그림[3]
응력 변형률 선도의 그래프는 그림[4]와 같이 그려진다.
그림[4]
항복강도는 81.1MPa 이고(0.02% offset 결과) 최대 인장 강도는 85.3Mpa이다.
그림[5]는 SM25C의 응력 변형률 선도이다. (별도의 실험은 하지 않았음.)
그림[5]
<6> 실험 결론: 실제 현장에서 사용되는 구조물의 시편으로 인장 시험은 하면 일반적으로 어느 정도의 하중을 받으면 힘과 비례하여 일정한 비율로 시편이 늘어나게 된다. 이 비율을 턴성계수(E)로 정의한다. 탄성영역을 지나며 하중이 증가하지 않아도 시편은 계속 늘어나게 되는데 이 현상을 항복이라고 하고, 항복이 일어나는 구간을 항복구간이라고 한다. 항복구간을 벗어나게 되면 재료는 하중을 견디지 못하고 결국 파손이 발생하게 된다.
<7> 실험에 대한 나의 고찰: 재료역학 책에서 많이 보아왔던 재료 인장 실험을 해보았다.
컴퓨터의 발달로 재료의 특성을 빠르게 알 수 있엇고, 재료의 파손과정이 매우 복잡하다는 것을 알 수 있었다. 또한 이러한 기계적 특성들이 구조물의 설계에 있어서 상당히 많이 고려된다는 것을 몸소 깨닳을 수 있는 훌룡한 실험이었다.
<8> 참고 문헌: BEER 의 재료역학(5판)
재료역학(4판), by GERE

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기계공학 실험 인장 강도,   인장강도,   응력 변형률 선도