분야
zip1. 인장 시험의 정의와 목적
2. 이론 및 측정 원리
● 응력과 변형률
● 변형률
● 인장 강도 (tensile strength 혹은 ultimate strength)
3. 실험 장치
4. 인장 시험편
5. 시험 방법
6. 고찰 및 결론
1. 인장 시험의 정의와 목적
인장 시험이라고 하면 보통 1축 인장 시험을 의미한다. 구조물에서 1출 인장에 대한 직접 문제가 되는 것은 콘크리트 봉이나 와이어 등 극히 한정된 경우에 지나지 않는다. 그럼에도 불구하고 인장 시험이 모든 기계 시험의 기본으로 널리 이용 된다. 그 이유는 조작이 간단하고 정확한 결과를 얻기 쉽고 결과의 해석이 쉽기 때문이다.
인장 시험의 목적은 재료의 인장력에 대한 탄성 성질, 소성변형에 대한 저항 및 최대인장강도를 측적하는 것이다. 그리고 일반적으로 인장시험에 의하여 측정되는 항목은 탄성계수, 상항복점, 하향복점, 인장강도, 연신율 및 단면수축률 등이다.
2. 이론 및 측정 원리
● 응력과 변형률
응력: 외력에 대항 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 응력을 엄밀히 정의하면 다음과 같다.
● 변형률
물체에 외력이 작용하면 형상이 변화하게 되고 이 변형을 단위 길이로 나타낸 것이 변형률이다 아래의 그림과 같이 시편에 표시한 최초의 표점간 거리 가 외력으로 만큼 늘어났다고 하면 변형률(연신률)은 로 표시된다.
변형률
● 응력과 변형률의 관계 표
● 인장 강도 (tensile strength 혹은 ultimate strength)
항복이 일어난 후, 변형이 계속적으로 증가하면 이에 따라 비선형적으로 응력도 증가하게 된다. 이 응력은 최대응력까지 증가한 후 다시 감소하다가 재료는 파괴하게 된다. 이 때, 최대 응력을 인장강도라 한다.
3. 실험 장치
4. 인장 시험편
공업적인 검사로 인장시험을 할 때는 KS규격의 시험편을 사용한다. 연구 실험용에는 특수한 형상의 시험편을 사용할 때도 있다. 예를 들어, 탄성률의 정밀 측정에는 가 큰 시험편을 사용하는 것이 좋을 것이다. 그런데 연성재료는 보통 국부적인 소성연신(국부수축, local contraction, necking)을 일으킨 후 파단 되므로 단면적이 일정한 시험편에서는 파단연신율은 L에 의해 변하고, L이 클수록 연신율은 작아진다. 그러나 를 일정하게 하면 이들 상사 시험편에서는 대체로 일정한 파단연신을 나타낸다. 이것을 Barba의 법칙이라 한다.
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