[기계공학] 인장시험
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- 목차
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1. 시험 제목
2. 시험 목적
3. 시험 이론
4. 시험 시 주의사항
5. 시험 기구 및 장치
6. 시험 순서 및 방법
7. 시험 결과
8. 결과 분석
9. 토론 - 조별토론, 개인토론
10. 결론
- 본문내용
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1. 시험 제목 : 인장시험(Tensile Test)
2. 시험 목적
구조물의 해석과 설계 시 고려해야할 중요한 사항은 구조물과 기계에 작용하는 하중에 의한 변형이며 의도된 목적을 충족시킬 수 없을 만큼의 큰 변형을 피하도록 설계해야한다. 구조물의 변형은 인적, 물질적 피해로 이어지기 때문에 재료의 특성을 고려한 설계는 매우 중요하다. 올바른 설계와 안전한 설계를 하기 위해 재료에 대한 응력과 변형률의 관계를 나타내는 선도는 재료의 특성을 알 수 있는 중요한 자료이다. 인장시험은 응력과 변형률선도를 해석하여 이러한 재료의 탄성과 소성, 인장강도, 항복점, 단면감소율 등 기계적 성질을 알 수 있는 시험이다. 재료의 특성을 파악하여 설계 시 재료의 특성을 적용하여 적절한 재료를 사용하고 변형을 최소화하여 하중을 충분히 견딜 수 있도록 설계할 수 있다.
3. 시험이론
① 응력(stress) : 단위면적에 대한 힘, 또는 주어진 단면에 분포된 힘의 세기를 그 단면
의 응력이라 한다. 기호로는 그리스문자 σ(시그마)를 사용한다. 단면적을 A, 축하중을 P로 놓았을때의 응력은 하중 P를 면적 A로 나누어서 얻는다.
➁ 수직변형률 : 재료가 어떠한 힘을 받아서 늘어나거나 줄어드는 비율을 변형률이라 한다. 축하중 하에서 단위 길이 당 변형량(δ)을 수직변형률이라 한다. 기호로는 그리스문자 ε(엡실론)을 사용한다. 균일한 단면 A를 가지고 있는 봉에서의 길이를 L 이라 하고, 하중 P가 작용 하였을 때 처음 길이에서 변형된 길이의 차이를 변형량 δ로 표시하면 수직변형률은
으로 표시할 수 있다.
③ 후크의 법칙(Hooke's Law) : 영국의 수학자Robert Hooke(1635-1703)의 이름을 따서 후크의 법칙으로 알려져있다. 용수철과 같이 탄성이 있는 물체가 외력에 의해 늘어나거나 줄어드는등 변형되었을 때 자신의 원래 모습으로 돌아오려고 반항하는 복원력의 크기와 변형의 정도의 관계를 나타낸 물리식이다.
으로 표현하며 E는 재료의 탄성계수, 혹은 영국의 과학자 Thomas Young(1773-1829)의 이름을 따서 영 계수라고 한다.
④ 푸아송 비(Poisson's Ratio) : 프랑스의 수학자Simeon Denis Poisson(1781-1840)의 이름을 딴 푸아송 비는 힘방향의 변형과 축방향의 변형의 비율을 표현한 식이다. 그리스 문자 ν(nu)로 표시한다.
또는, 로 나타낸다.
⑤ 항복점(Yield point) : 응력과 변형률곡선에서 응력이 증가하다가 갑자기 하중이 떨어지기 시작하는 시점에서의 응력지점을 상항복점(upper yield point)이라 하며, 하중이 떨어져서 거의 일정하게 유지되는 시점에서의 응력지점을 하항복점(lower yeild point)라고 한다.
⑥ 연신율(Elonggation) : 시험편의 길이 방향으로 두 점을 표시하여 표점거리를 구하고, 시험편 양끝을 길이 방향으로 당기는 인장력을 작용시켜 시험편이 절단되면, 절단부의 양끝을 다시 접속시켜 연신 후의 표점거리를 구한 후에 절단 후의 표점거리와 인장시험 전의 표점거리의 차를 인장시험 전의 표점거리로 나눈 값을 %로 나타낸 것이다.
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