기계공학 실험 - 인장시험(tension test) DownLoad EV

기계공학 실험 - 인장시험(tension test) DownLoad
 

인장시험(tension test)

1)실험목적
인장시험은 재료강도에 관한 기초적인 자료를 얻을 목적으로 수행되는 공업시험 중에서 가장 기본적인 시험으로, 보통 환봉이나 판 등의 평행부를 갖는 시험편을 축방향으로 인장하중을 가해 하중과 변형을 측정한다.
보통 이로부터 측정할 수 있는 값은 연성재료와 취성재료가 다르며, 연성재료에서는 인장강도, 항복점, 연신율 및 단면수축률 등을 구하고, 취성재료에서는 인장강도와 연신율을 주로 구하게 된다.
또한 그 외에 인장시험 에 의해 측정될 수 있는 재료의 기계적 성질로서는 비례한도, 탄성한도, 탄성계수, 포와송비 등이 있다.

2)실험이론
① 공칭응력(Engineering stress), 공칭변형률(engineering strain)
- 시편의 초기 단면적과 초기 표점거리를 기준으로 계산된 응력과 변형률로서 변형이 커지면서 시편의 단면적이 줄어드는 것을 반영하지 못하는 단점이 있으나 대부분 공학적 목적에서는 항복 이내의 범위에서 설계를 하기 때문에 공칭응력, 공칭변형률을 사용해도 문제가 없다.

② 진응력(True stress), 진변형률(true strain)
- 재료가 인장되면서 단면적이 줄어들어 가해지는 하중이 줄어들더라도, 계속되는 가공경화로 인해 응력은 증가하는 경향을 보인다.
항복 이후의 재료의 거동이 관심대상일 경우 반드시 진응력, 진변형률를 사용하여야 한다.

③탄성계수 (Modulus of elasticity)
: 시편에 처음 하중을 가하면, 시편의 비례한도(proportional limit)1)에 도달하기까지 작용하중에 비례하여 늘어난다. 따라서 이 구간에서의 재료거동을 선형 탄성거동(linear elastic behavior)이라고 하며, 이러한 탄성영역에서의 응력과 변형률의 기울기의 비례상수로 계산 할 수 있다.
④ 항복강도 (Yield stress)
: 하중이 항복점 이상으로 증가하면 재료는 항복하기 시작하는 점인 소재가 소성변형 혹은 영구변형 되기 시작하며, 응력과 변형률사이의 관계도 더 이상 선형적이지 않는 지점이 발생한다. 항복점을 구하기 쉽지 않기 때문에 흔히 아래 그림의 BC와 같이 변형률 축으로 0.2%만큼 곡선을 이동시켜, 탄성영역에서의 기울기 연장선과 원래 곡선이 만나는 점의 응력 값으로 한다. 항복강도는 항복응력으로 영구신장을 일으키는 하중을 원단면적으로 나눈 값이다. 특별한 규정이 없을 때에는 같이 영구신장률 0.2%일 때의 하중을 기준으로 하며 다른 값…(생략)
 

        
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