금속 재료의 인장시험과 스트레인 게이지
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 취성 재료가 다르며 연성재료에서는 인장강도, 항복점, 연신율 및 단면수축률 등을 구하고 취성재료에서는 인장강도와 연신율을 주로 구하게된다. 또한 고 외에 인장시험에 의해 측정될 수 있는 재료의 기계적 성질로서는 비례한도, 탄성한도, 탄성계수, 포와송비 등이 있다.
2. 실험방법
① 표준시편을 준비하여 실제 신장부의 직경을 측정하여 기록하고, 표점거리 50mm를 표시한다.
② 인장시험기에 시편을 설치하고 정확한 표점거리내의 변형을 측정하기위해 extensometer를 설치한다.
③ 인장시험기의 하중과 변위, extensometer의 변위를 0점을 조정한 다.
④ 제어 컴퓨터의 프로그램을 실행시키고 시험을 실행시켜 하중을 가 한다.
⑤ Extensometer의 최대 측정량(2.5mm)에 다다르면 extensometer 를 제거하고 시편이 파단 될 때 까지 계속 하중을 가한다.
⑥ 파단 후, 시편의 파단부 최소직경을 측정하여 data sheet에 기록 한다.
⑦ 파단된 시편을 맞대어 늘어난 후의 표점거리를 측정하여 data sheet에 기록한다.
3. 실험기초이론
응력-변형률선도
(1) 공칭응력-공칭변형률 선도(Engineering stress-engineering strain curve)
그림(A)의 빨간 곡선이 공칭응력-공칭변형률 곡선이다. 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.
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2013.08.06
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