[기계공학 실험] 인장시험( Tensile Test )
1) 시험목적
재료의 인장거동을 파악한다. 인장거동을 대표하는 탄성계수, 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면감소율과 같은 기계적 성질을 측정한다. 그리고 진 응력 - 진 스트레인 선도를 구한다.
2) 이론
[그림 2-1]은 봉상시편(round specimen)이다. 양쪽에서 힘 P를 가하여 표점거리
(gage length)가 에서 로 증가하는 것을 본다.
그림 2-1 인장시편의 균일인장
힘 P는 y축에, 신장량 (=변형량)은 x축에 그린다. 항복점이 뚜렷한 재료에 대하여는 [그림 2.2]와 같이 된다.
[ 그림 2-2 ] 인장시험 결과
(1) 탄성계수[구간 OA]
[그림 2.2] 인장시험 구간 OA에서 인장하중 P와 신장량 - (또는 인장응력과 인장스트레인)은 비례한다. 즉, 인장응력과 인장스트레인의 비는 상수이다. 이 비례상수를 탄성계수 E(또는 Young s Modulus)라고 부른다.
또는
여기서 하첨자()는 초기값을 가리킨다.
(2)항복강도[구간 CD]
응력이 어느 한도를 넘으면 소성변형이 발생하여 많이 늘어나기 시작한다. C점을 상항복점, D점을 하항복점이라고 부른다. 그러나, 일반적으로 연강을 제외하면 항복점은 뚜렷하지 않다. 이 경우 [그림 2.3]과 같이 스트레인이 0.2%인 점을 지나고 초기 직선 구간에 평행인 직선이 응력-스트레인 곡선과 만나는 점을 대신 사용한다. 이 점에 해당하는 응력이 항복강도이다. 응력을 이 항복강도까지 높였다가 0으로 낮추면 스트레인 0.2%가 남는다.
[ 그림 2 - 3 ] 항복점의 결정
(3) 인장강도(구간 DGF)
재료는 가공경화 되므로 응력을 더 높여주어야 소성변형이 진행된다. 한편시편의 단면은 국부적으로 가늘어져 응력이 점점 느리게 상승하다가 마침내 하강하기 시작하여 급격히 파단 된다. 하중 최고점에 해당하는 응력이 인장강도이다.
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2013.12.10
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