본문내용
1. 인장시험 실험 보고서
1.1. 시험 목적
인장시험은 시험편의 양단에 인장하중을 충격 없이 서서히 가해서 이것이 파단될 때까지 계속 진행하여 재료의 항복점, 인장강도, 연신율, 단면수축율 및 하중과 연신량 등의 기계적 성질을 평가하고, 비례한도, 탄성한도, 탄성계수, 포아송비와 같은 물리적인 특성을 시험함으로써 시험기의 조작을 숙지하고 활용할 수 있는 능력을 기르며, 재료의 성질을 이해하고 기계설계에 이용하며, 제품의 품질관리의 기준으로도 이용하는 것이 목적이다. 또한 인장에 대한 변형거동에서 다른 응력상태의 변형거동을 어느 정도 추정할 수 있으며, 재료의 생산 및 가공공정 등의 검토와 미지의 신재료에 대한 물성파악 등에도 이용될 수 있다.
1.2. 시험 이론
1.2.1. 인장시험의 개요
인장시험은 시험편의 양단에 인장하중을 충격 없이 서서히 가해서 이것이 파단될 때까지 계속 진행하는 시험이다. 이는 기계적 시험 중에서 가장 중요한 시험법으로, 다른 기계적 시험에 비해서 시험편 횡단면에 힘의 분포가 가장 균일하게 작용하며, 가장 많은 기계적 성질을 조사할 수 있는 비교적 간단한 시험법이다. 금속의 인장특성을 평가하기 위해 널리 사용되는 이 시험법을 통해 재료의 항복점, 인장강도, 연신율, 단면수축율 등의 기계적 성질과 비례한도, 탄성한도, 탄성계수, 포아송비와 같은 물리적인 특성을 파악할 수 있다. 또한 인장에 대한 변형거동을 통해 다른 응력상태에서의 변형거동을 어느 정도 추정할 수 있으며, 재료의 생산 및 가공공정 검토와 미지의 신재료 물성파악에도 활용된다. 따라서 인장시험은 재료의 성질을 이해하고 기계설계에 이용하며, 제품의 품질관리 기준으로도 활용되는 매우 중요한 시험법이다. [1,2,3]
1.2.2. 응력
물체에 외력을 가했을 때, 물체 내부에 생기는 저항력으로 물체에 작용하는 힘의 세기이다. 수직응력은 가정에 따라 균일 단면 막대, 재료의 균질성과 등방성, 균일 변형 등을 전제로 하여 평균응력으로 표현된다. 전단응력은 물체를 전단하려고 하는 방향으로 평행하게 작용하는 외력을 단면적으로 나눈 값이다. 단일 전단의 경우 전단면이 하나이고 작은 모멘트가 발생하지만 무시할 수 있으며, 이중 전단의 경우 전단면이 두 개인 경우이다.
1.2.3. 전위
고체결정 내부에 존재하는 1차원 결함의 일종인 전위는 결정구조의 변화를 야기하여 재료의 기계적 특성을 변화시킨다. 이러한 전위는 버거스 벡터(b)와 전위선의 관계에 따라 칼날전위와 나선전위 등으로 세분화된다. 버거스 벡터는 결정이 미끄러진 정도의 크기와 방향을 나타내는 벡터이다. 전위의 존재로 인해 재료 내부에 응력집중이 발생하게 되며, 이는 재료의 강도와 연성에 영향을 미치게 된다. 따라서 전위의 거동을 이해하는 것은 재료의 기계적 특성을 파악하는 데 매우 중요하다.
1.2.4. Hooke의 법칙
Hooke의 법칙이다. 영국의 Robert Hooke(1635~1703)은 1678년 강철의 탄성을 밝히기 위한 실험 결과를 발표하였는데, 이에 따르면 1) 물체의 신장 또는 수축에 관한 변형은 그것을 발생시킨 내력에 비례한다. 2) 응력이 일정한 값을 초과하지 않는 범위 내에서 응력과 그것에 의해 일어난 변형률의 비는 응력과 재료의 종류에 의해 정해지는 일정한 값을 갖는다. 영국의 Thomas Young(1773~1829)은 탄성한도 내에서 변형량은 힘과 길이에 비례하고 단면적에 반비례한다는 것...
1
2
3
4
5
6
7