기계공학실험 - 인장시험

1. 시험목적

인장시험은 공업용 재료의 기계적 성질을 알기 위한 기본적인 시험으로써 일정한 속도로 반대방향으로 잡아당기는 힘에 대한 물질의 저항성을 측정하는 실험이다. 재료강도에 관한 기본적인 설계 정보를 얻기 위해 가장 널리 사용된다. 이를 통해 공업용 재료의 변형 과정과 응력의 변화를 조사하며, 재료의 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면수축률 등의 기계적인 특성과 탄성한계, 비례한계, Poisson비, 탄성계수의 물리적 특성을 구하는 것을 목적으로 한다.

2. 배경이론

(1)응력과 변형

①응력 : 외력에 대하여 물체가 나타내는 내부 저항을 단위면적에 대하여 나타낸 것으로, 물체에 작용하는 외력에는 두 가지 종류가 있다. 하나는 표면력으로, 정수압 또는 하나의 물체가 다른 물체로부터 받는 압력과 같이 물체의 표면에 작용하는 힘이고, 또 다른 하나는 체적력으로, 중력이나 자력과 같이 물체 내에 작용하는 힘이다. 따라서 응력은 엄밀히 정의하면 다음과 같다.

σ 〓 P / A0 (P : Load (외력) A0 : 초기의 단면적 A: 변형된 단면적)

②변형 : 물체에 외력이 작용하면 형상이 변화하게 되고 이 변형을 단위길이로 나타낸 것이 변형률이다. 아래의 그림과 같이 시험편에 표시한 최초의 표점간 거리 가 외력으로 만큼 늘어났다고 하면 변형률(연신율)은

로…(생략)

① 탄성계수(Young`s Modulus)

② 인장강도

③ 항복강도(Yield Strength)

④ 파단강도(Fracture Strength)

⑤ 연신율

⑥ 포아송 비(Poisson`s Ratio)

⑦ 인장시험편

3. 실험방법

① 스위치를 켠다.

② 준비된 시험편을 아래쪽 Grip에 끼운다.

③ Cross head comtrol box를 이용하여 Cross head를 조금씩 내리면서, 위족의 Grip이 시험편에 끼워지도록 조정한다. Grip을 조인다.

④ 시험편을 설치한 후, Extensometer를 시험편의 중앙에서 대칭이 되도록 설치한다. 이때 Gage length는 50mm로 한다.

⑤ Load amplifier에 있는 영점조절기를 돌려 하중을 영으로 맞춘다.

⑥ 현재 Cross head의 위치를 영점으로 하기 위하여, Controller에 있는 Reset key를 누른다.