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인장시험 평가B괜찮아요

- 인장 시험 -1. 인장시험의 목적표준화된 시편을 한축 방향, 일정한 속도로 정적 인장하중을 가해서 파괴가 일어 날 때까지 가해진 힘과 재료의 변형을 기록하여 주어진 재료가 사용 목적과 조건에 적당한 재료인지 안전한 하중의 한계와 재료의 변형 능력과 같은 기계적 성질의 측정을 목적으로 한다.2. 실험 이론재료에 인장강도에 대한 기초 자료를 얻기 위한 인장실험은 한국 공업규격(KS)의 금속재료 인장 시험방법 (KS B 0802), 인장 시험편(KS B 0801), 인장 시험기(KS B 5521)에 나온 규정에 따라 실험하는 것을 원칙으로 하고 있다.2-1 항복응력 및 최대인장강도금속이 외부에서 힘을 받을 경우 변형을 일으키게 되며 변형량이 적을 경우 가해진힘이 제거되면 원래 형상으로 되돌아가게 된다. 이러한 변형을 탄성변형이라 한다.그리고 변형량이 어느 한계 (탄성한계/Elastic limit)를 넘게 되면 가해진 힘이 제거되어도 원래 형상으로 되돌아가지 않게 된다. 이렇게 복원되지 않는 변형을 소성변형이라 한다.Fig.1 응력-변형률 선도항복강도는 탄성변형이 일어나는 한계응력을 말한다. 재료가 변형시 탄성한계를 지나게 되면 원상회복이 되지 않는 소성변형을 하게 되는 시작점(yield point)을 명백히 규정하기가 어렵다.대부분의 산업현장에서는 0.2% 소성변형까지는 과다한 영구변형이 아니라고 간주할 수 있기 때문에 그래프에서 B점 이 항복점이고 이 정도의 변형을 발생시킬 수 있는 응력을 '0.2% 오프셋' 항복응력이라고 한다.그리고 인장강도(또는 최대 인장강도)는 응력-변형률 선도에서 최대응력을 말한다. 즉 재료가 견딜 수 있는 최대 응력 이다.2-2 탄성계수? 인장시험 초기에 탄성변형? 금속의 최대 탄성변형은 대개 0.005보다 작다.? 일반적으로 금속의 경우 탄성변형 영역에서는 응력과 변형사이에 선형 관계가짐.σ(stress) = Eε(strain) : Hook's law? 이때의 비례상수를 탄성계수라고 하며 일반적으로 E로 표시하며 Young'sMod4 연신율연신율은 다음 식에 의해 산출하고 KS A 0021에 따라 유효 숫자는 두자리로 반올림한다.여기에서, δ : 연신율Lf : 파단 후의 표점거리(mm)L0 : 변형 전의 표점거리(mm)2-5 진응력인장시험중 시편의 단면적은 계속 변화함으로 공칭응력은 재료의 실제적인 응력을나타내지 못한다.그래서 어떤 단계에서 시험편에 가해진 하중을 그 때의 시험편 평행부의 최소단면적으로 나눈 값으로, 공칭응력(S)과 그 때의 공칭변형률(e)에 대해 S(1+e)로 정의되는 응력을 진응력이라 한다.σt =2-6 진변형률공칭변형률, e,에 대해 ln(1+e)로 정의되는 변형률εt == ln체적변화가 없을 경우=→ εt = ln3. 실험 장치 및 순서3-1 실험장치인장시험에 사용되는 시험기를 인장시험기라고 하며 그 성능 및 검사에 관하여 KS B 5521에 규정하고 있다. 따라서 일반적으로 인장 시험기는 인장시험 외에 압축시험, 굽힘 시험 또는 전단시험 까지 할 수 있는 구조로 되어있다.필요에 따라서 정속 부하장치, 정하중 장치, 고온 시험장치, 일정하중 반복 장치, 일정 변위 반복 측정 장치 등이 장치되어 있는 시험기도 있다.인장시험에 사용되는 인장 시험기는 하중을 가하는 장치, 시험편 물림장치, 하중지시 및 기록하는 계측 장치의 3개의 주요 부분으로 되어있다.1) 하중을 가하는 장치하중을 가하는 장치에는 전동기, 기계장치, 유압장치로 힘을 생성하고, 수동이나 치차, 나사를 회전하여 힘을 발생하기도 한다.대부분의 시험기 중 전자는 하중이 적은 범위에 사용하고 후자는 간단하게 취급하는 시험으로 사용하는 것이 편리하다.하중을 가할 때 시험편에 최대 칭량까지 하중을 원활하게 가할 수 있어야 하고 하중 검사 및 내력측정에 요하는 시간만큼 하중을 유지 해야한다.2) 시험편 물림장치적합한 시험편을 시험기에 물리는 장치로서 시험 중 시험편의 작용 중심선 상에 유지할 수 있어야 하며, 인장력 이외의 힘이 가해져서는 안 된다. 물림장치 내에서의 파단 등으로 시험편에 영향을 주어서는 안 되며,바를 이용하던가, 유압을 이용한 부르돈관의 압력에 의한 탄성변형을 이용한다. 탄성변형은 기계적 및 전기적인 방법을 이용하여 확대 지시한다.인장 시험기는 한가지의 시험방법에도 여러 종류의 시험기가 있으며 또한 재료시험에 관해서도 그 종류가 많다.필요에 따라서 정속 부하장치, 정하중창치 고온 시험장치, 일정하중 반복장치, 일정 변위 반복 측정 장치 등이 장치되어 있는 시험기도 있는데 이와 같은 성능을 가진 시험기를 만능 재료 시험기(Universal Tester)라고 하며 암슬러(Armsler)형 발드원(Bald Win)형 올센(Olsan)형,시마즈(Shimazu)형 모블페도하프(Mobr Fiedrhaft)형 인스트롱(Instron)형등이 있으며 우리가 이용한 측정 장치는 시마즈형(Shimazu)형이다.3-2 실험 순서1) 표준 규격에 의하여 시험편(환봉 또는 평판)을 제작한다.2) 단면적을 산출하기 위한 직경이나 길이 및 폭을 측정한다.3) 스트레인 게이지는 시험편에 미리 부착해두어야 하며 시험편에 부착된 스트레인 게이지를 시험기에 장착한 후 스트레인 측정장치(UCAM-5B)에 연결한다.? 응력측정기 작동 순서① 스위치 ONex.)② CH-REP채널 설정 004-004-01③ SET + 1측정 모드 설정 000 03④ SET + 2게이지 FACTOR 입력 2.13⑤ SHIFT _ INTL초기화⑥ START초기 출력⑦ STARTCALIBRATION? 만능 인장 시험기 작동 순서(평판의 경우)① S1 + 0 + ENTER장치의 초기화② G. L. RESET 측정길이 초기화③ LOAD CAL + ENTER 하중 보정④ LOAD MAX + 10(kN) + ENTER + STOP 최대하중 설정⑤ ENTENSION MAX + 99(mm) + ENTER + STOP 최대변위 설정⑥ BREAK + STOP 파단시 정지한다.⑦ SPEED + 0.2(m/s) + ENTER인장속도 설정⑧ Control Panel로 설정시 가해진 하중제거 변위보정⑨ LOAD BAL + ENTER 하형태를 설정한다.4. 시편의 규격공업규격(KS B 0801)에서 제정된 규격에 맞게 가공해야한다.판모양 시험편의 두께는 사용된 재료의 판 두께와 동일하게 한다.평행부의 길이 P는 최소한 표점거리 L과 같거나 그 이상이어야 한다.본 인장시험에서는 5호규격인 그림1의 판상모양 시험편을 사용한다.그림 1 판모양 시험편 (단위:mm)나비표점거리평행부의 길이어깨부의 반지름25mm50mm약60mm15mm그림 2 봉모양 시험편 (단위:mm)표점 거리L평행부 길이P평행부 지름D물림부의 지름D1어깨부의 반지름R20최소 205최소 10최대 5 표준 시험편의 종류와 용도시험편용 도표점거리L (mm)평행부P(mm)지름 D두께 t폭 W(mm)모서리R(mm)1호강판, 형강, 평강200약200원상태25~35250.5400.52호25mm이하봉(환,각)봉8D약 9D흠 부분이 없이 일정한 경우3호25mm이상봉(환,각)봉4D약 4.5D4호주강품, 단강품, 압연강재, 가단주철,비철금속 합금봉, 주물50또는46014>155호관류5060처음 두께25>156호두께 6mm이하 판, 형재8L + 약 10처음 두께>157호평강, 강판, 단강4약 1.2L처음 두께>158호8A일반 주강품8B8C8D812.52032812.52032>16>25>40>649호강선, 비철금속 9A(그외 합금)선9B10020010호용착금속, 단강, 주강50약 6012.5>1511호관, 압연강재50> 100원재료에서 잘라낸 대로12호12A관 12B12C50약 60192538>15>15>1514호강재 14a강재14b강재14c5D5.655.5~7DL + 2W지정규격규정>15>15>155.시험결과&고찰5-1시험편의 관찰☜ 시험편이 장착되었으나 초기에는 별다른 반응이 없이인장이 주어지고 있다.☜ 환봉과 달리 판상 시험편은 네킹(necking)이 더 일찍 시작되었다. 지금은 거의 파단현상이 일어나기 직전의 모습으로시험편이 눈에 띄게 인장되어지고 있다.☜ 시험편의 파단직후 모습 두께방향으로는 거의 45각도를가지고 있으며 너비방향으로는 언뜻 볼 때ximum Load point: 115Maximum Load:78.28kNMaximum Extension point: 122Maximum Extension:60.578mmMaximum LoadLoad:78.28kNDisplacement:54.625mmStrain: -------BreakLoad:65.978kNDisplacement:60.491mm1)항복 응력σy = Pmax/A0= 78.28kN / (25.0000000 mm*5.0000000 mm) = 626MPa2) 인장 강도σmax = Plast loas/A0= 65.978kN / (25.0000000 mm*5.0000000 mm) = 528MPa3) 변형률ε = ?l / l0= 60.491mm / 100.0000000 mm = 0.60491*결과 데이타변위(mm) 0하중(KN) 0변형량() 0응력(pa)0.35859.01580.00717721264000.725216.3080.0145041.3E+081.091923.130.0218381.85E+081.458529.2540.029172.34E+081.825233.3610.0365042.67E+082.191935.5160.0438382.84E+082.558536.9850.051172.96E+082.925238.1730.0585043.05E+083.291839.220.0658363.14E+083.658540.1670.073173.21E+084.025241.0520.0805043.28E+084.391841.8780.0878363.35E+084.758542.6630.095173.41E+085.125243.4280.1025043.47E+085.491844.1330.1098363.53E+085.858544.8380.117173.59E+086.225145.5020.1245023.64E+086.591946.1460.1318383.69E+086.958546.7910.139173.74E+087.325147.3950.1465023.79E+087.691847.9780.153836525

공학/기술| 2006.11.01| 11페이지| 1,000원| 조회(1,545)

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