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[Engineering] 기계Engineering實驗 - 인장實驗

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작성일18-08-09 05:29

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━인장시험━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

[1]시험 목적
세 가지 재료(al2024, SM20C, SUS303)의 시험편에 정적인장하중을 가하여 시험편이
변형되는 과정과 STRESSchange(변화)에 따른 STRAIN의 change(변화)의 NORMAL STRESS-STRAIN CURVE를 조사하여 등의 값을 구한다. D 점에서는 대체로 하중이 일정하나 시험편이 쭉 늘어나는 현상이 된다된다. 참된 응력은 G 점이므로 의 값이 된다된다. 항복점이 분명하지 않은 재료에서는 항복점 대신 0.2% 의 영구 변형이 생기는 응력을 내력으로 정하여 응력-변형 곡선 위에서 0.2% 변형(Strain)이 생기는 점에서 직선부와 평행선을 긋고 곡선과 만나는 곳을 항복점이라


설명
실험결과/기계
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다. 이렇게 응력과 변형량 사이의 change(변화)를 표시하는 그림을 응력-변형 곡선이라 한다. 이것은 하중과 연신을 좌표축에 취한 것이며, 연강과 같은 경우는 아래 그림과 같다.

항복이 처음 되면 시험편은 변형으로 인하여 경화함으로 가늘게 되어도 하중은 증가하여 E 점에서 최대를 기록하고, 이 점에서 국부적인 수축 현상을 일으켜 G 점에서 드디어 파단된다된다. 이와 같은 현상을 항복 현상이라고 하며, C 점의 하중 WC 를 A0 로 나눈값을 상부 항복점(Upper yield point), D 점의 하중 WD 로 나눈값을 하부 항복점(Lower yield point)이라고 한다.

G` :진변형
G :工學(공학) 적 변형
E :극한 항복점
C :상 항복점
D :하 항복점
B : 항복점
위 그림에 있어 곡선상의 OA 는 직선으로 표시되어 있으므로 외부에 걸리는 하중과 재료의 연신이 비례하고 있는데 이 A 점의 하중 WA를 시험편의 원단면적 A0 로 나눈 값을 비례한도(Proportional limit)라고 한다. 시험편이 견딜 수 있는 최대 하중 WMAX 를 시험편의 원단면적으로 나눈 값이 인장 강도(Tensile strength)로써,
이다. 이와 같이 하중을 제거 시 처음 상태로 되돌아 가는 한계 하중 WB를 시험편의 원단면적으로 나눈값을 탄성한도(Elastic limit)라고 한다.
2) 인장강도
시험편이 절단 되었을 때의 하중이며 최대 인장 하중을 시험편 평행부의 원단면적으로 나눈 값, 즉 재료의 강도는 단면적에 대 한 저항력으로 표시된다된다.

그림에서 G 점이 E 점보다 하중이 감소되어 있는 것은 단면적의 감소로 인한 것이며, 참된 단위 면적당으로 생각하면 F`G` 곡선과 같이 증가한다. 이러한 점을 항복점이라 고 한다. 응력이 커지면 변형량도 커지며, 그 재료가 견딜 수 없는 응력에 도달하면 드디어 파괴된다된다.

[2]이론(理論)
1) 항복점(Yield Point)
인장시험을 하는 도중 초기 단계에서는 시험편 평행부가 하중의 증가에 비례하여 늘어나며 어느 한도에 달하면 하중을 그 이상 증가 시키지 않아도 계속 늘어난다. B 점 보다 더 하중을 증가하면 응력-변형 곡선은 비례 관계에서 벗어나 C 점에서 하중이 급격히 감소되고 D 점의 하중이 된다된다. 즉, 하중을
제거한 후 명백한 영구 변형이 일어난다.
응력-변형 곡선에서 보는 바와 같이 최대 하중의 경우에는 시험편은 늘어나서 그 단면적이 작아졌으므로 이 강도는 참된 최대 응력을 나타내지 못하고 있으며, 편의상으로 definition 한 값이다. 일반적으로 탄성한도와 비례한도는 서로 가까운 값이므로 탄성한도를 비례한도와 같이 취급하는 경우가 많다.

3) 변형률
인장 시험 시 시험편이 파괴되기 직전에 있어 표점거리를 측정(測定) 하고, 늘어난 후의 길이를 L`(mm)와 처음 표점거리 L(mm)와의 차를 처음의 표점거리 L로 나눈 값

4) 응력 변형률 선도
금속 재료의 강도를 알기 위한 인장시험에서는 시험편을 인장하는 힘의 크기와 시험편의 연신이 기록된다된다. 또 OA 구간을 넘어서 다시 하중을 …(drop) 증가시키면 연신량은 증가하는데, OB 구간의 연신은 탄성적인 연신이므로 하중을 제거하면 길이도 처음 상태로 되돌아간다.

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