[자연과학] [실험보고서] 충격시험[impact test]

충격시험

1. 시험목적

충격시험은 충격력에 대한 재료의 저항력 즉, 인성이나 취성의 측정을 목적으로 한다.

2. 이론

(1) 파단에너지의 계산

펜듈럼식 충격시험기에서 중량 W(kg)의 해머가 회전중심으로부터 펜듈럼의 중심까지의 거리 R(m)을 반경으로 하여 펜듈럼의 처음 경사각 α。만큼 올린 위치에서 회전낙하하여 시험편을 파단한 후 β。만큼 올라간 경우 파단에 소요된 에너지 E(kg?m)는 해머의 낙하에너지 감소량에서 손실에너지를 뺀
E = WR(cosβ-cosα)-E-E₂
(E₁: 해머의 회전운동중 공기저항 및 회전축 부분의 마찰저항으로 인한 손실에너지
E₂: 시편이 파단된 후 파편의 비산으로 인한 운동에너지)
한국공업규격(KS)에서는 E₁,E₂의 손실에너지를 무시하고 파단에 소요된 에너지 E를 다음과 같이 규정하고 있다.
E = W(h₁-h₂) = WR(cosβ-cosα)

(2) 충격치의 계산

충격시험의 결과인 충격치는 샬피충격시험에서는 시험편 노치의 뒷면을 해머로 충격을 주어1회에 파단시키는데 소요된 에너지 E를 노치부를 제외한 단면적 A로 나눈값이다.
= {WR (cosβ-cosα)} / A
충격치의 숫자는 소수점 이하 1자리까지 구하고 그 이하는 반올림한다.

(3) 충격치에 미치는 노치와 온도의 영향

① 노치의 영향

노치가 충격치에 미치는 영향은 노치의 반경이 작을수록 응력집중이 크므로 노치의 깊이가 동일하여도 반경이 작으면 용이하게 파단되고 시편의 흡수에너지가 적어지며, 또한 노치의 깊이가 커지면 충격치는 감소한다.

② 온도의 영향

온도가 충격치에 미치는 영향은 노치취성이 중간 정도인 재료에서는 상당히 크다.
즉, 온도가 높아짐에 따라…

1)실험 결과

2) 충격치를 구하라.

① 강(steel)의 충격치 : = = 20.0×103㎏/m

② 황동(Brass)의 충격치 : = = 82..5×103㎏/m

3) 열처리를 한 시험편의 충격치와 열처리를 하지 않은 시험편의 충격치를 비교하라.

4) 시험편의재질에 따른 파단면의 상태를 비교 검토하라.

5) 경도와 충격치 사이의 관계를 조사해 보라.