[자연과학] [실험보고서] 비틀림 시험[torison test]

비틀림 시험

1. 시험목적

비틀림시험은 각종 형태의 단면을 갖는 봉이나 실물, 모델 등에 비틀림모우멘트를 가하여 재료의 전단탄성계수, 전단항복점, 비틀림전단강도, 전단응력과 전단변형도와의 관계등 비틀림에 대한 재료의 성질을 알아보기 위한 것이다.

2. 이 론

양단에 비틀림모우멘트를 받는 원형단면봉의 비틀림에 대하여 고찰하여 보면, 외력으로 작용하는 비틀림모우멘트 T는 횡단면에 작용하는 전단응력의 축심 O에 대한 모우멘트의 합과 같아야 한다.
T 〓
탄성역 내에서는 응력이 반지름에 비례하므로 τ 〓 τa이고
T 〓 와 같이 된다. 여기서 τa 는 r〓a에서의 전단응력이다.
윗식으로부터
T 〓 , τa 〓 여기서 J 는 극관성모멘트이며, J 〓 이다.
중실원형단면봉의 경우 J 〓 이므로 따라서 τa 〓
전단변형도 γ 〓 〓 rΦ
(θ : 전비틀림각, l : 봉의 길이, : 단위길이당 비틀림각도 : Φ)
표면의 전단변형도 γa 〓 aΦ이며 전단탄성계수를 G라 하면 Hooke 의 법칙에서 τ 〓 Gγ와 위 두식으로부터 G 〓 가 나온다.
일반적으로 비…(생략)

3. 실험 결과 기록표

① 황동의 비틀림 실험치

4.054

5.6

6.756

87.10