UTM 인장실험

실 험 목 적
대부분의 구조물은 일반적으로 다양한 정적 및 동적 하중과 변형이 가해지게 되는 데 구조물을 구성하는 재료는 이와 같은 하중과 변형을 감당할 수 있도록 재료의 강도가 설계되어야 한다. 본 시험은 재료의 강도 설계를 위한 기초 정보를 제공하는 정적 인장실험을 통하여 다음과 같은 실험목적을 달성하고자 한다.첫째, 인장실험을 위하여 사용되는 재료시험기의 사용방법을 습득하고, 재료의 강도 해석에 사용되는 기본적인 역학적 파라미터의 측정 방법과 원리를 이해한다.둘째, 재료에 가해지는 하중과 측정된 변위 사이의 관계를 나타내는 재료의 기계적 거동을 이해하고, 이로부터 재료의 기계적 특성을 결정하는 탄성계수, 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면수축률 등과 같은 재료물성치를 구하는 방법을 습득한다.셋째, 재료의 기계적 특성으로부터 사용목적 및 조건에 부합하는 안전한 하중의 한계와 재료의 변형 능력을 검토하는 능력을 배양한다.
실험에 관련된 이론 및 용어
응력
물체의 외부에서 외력이 가해질 때, 그 물체 내부에 이것을 저항하려고 하는 힘이 발생한다. 이 저항을 응력이라 한다. 응력은 하중의 종…(생략)

1. 빨간색 선 : 탄성영역. 물체에 가한 응력에 비례하여 물체가 변형됩니다. 그리고 응력을 제거하면 원상태(원점)로 온다2. 파란색 선 : 탄성영역. 물체에 가한 응력이 비례한도를 넘어서면, 비례한도 때와는 다른 비율로 그래프가 형성된다이때에도 역시 물체에 가한 응력에 비례하여 물체가 변형됩니다. 역시 응력을 제거하면 원상태(원점)로 돌아온다그림에서는 직선처럼 그려져 있지만 사실은 약간 위로 볼록한 곡선이다.3. 초록색 선 : 소성영역. 이젠 물체가 더 이상 응력에 비례하여 변형되지 않습니다. 응력을 제거해도 더 이상 물체는 원상태로 돌아가지 않는다.1). 비례한도(Proportional limit): 물체에 가한 응력에 비례하여 물체가 변형되는 최대 한계점. 이 한계점을 넘어가면 파란색 구간으로 들어갑니다.2). 탄성한도(Elastic limit): 가해진 응력을 제거했을 때 물체가 원상태(원점)로 돌아오는 최대 한계점. 이 한계점을 넘어가면 초록색 구간으로 들어가며 다시는 물체가 원상태(원점)로 돌아오지 않습니다.3). 항복점(Yield point): 가해진 응력이 증가하지 않아도 물체가 계속 변형되는 점. 소성영역이며 이런 상태까지 왔으면 절대로 원상태(원점)로 돌아오지 않습니다.4). 극한강도(Ultimate strength): 물체가 견딜 수 있는 최대의 응력. 인장강도라고도 부릅니다. 이 점을 지나면 넥킹(necking)이 일어나서 단면적이 급격히 줄어듭니다. 또한 변형률은 늘어나나 작용응력은 감소합니다.5). 파괴강도(Breaking strength): 물체가 극한강도를 넘어 파괴되기까지에 나타나는 공칭응력(公稱應力-nominal stress)의 최대값. 파단강도라고도 부릅니다