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[자연과학]실험보고서 - 인장시험

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작성일18-04-17 08:49

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③ 휨응력 : 휨 모멘트(bend-ing moment)가 일어나는 재료에서는 재료의 축 방향과 수직 단면의 어떤 범위에 압축응력이 생기고 동시에 나머지 부분에는 인장응력이 생겨 단면의 상하 끝부분에서 최대 응력이 생기지만 그 경계가 되는 부분에는 응력이 생기지 않는다. 휨응력은 중립축에서 가장 먼 위치에서 +, -로 각기 최대가 된다된다.이와 같이 단면에 수직으로 생기는 응력을 통틀어 수직응력이라고 한다.
이에 대해 단면 전체에 생기는 응력의 합을 전응력(全應力)이라고 하며 단면 전체에 작용하는 전응력은 외력과 같으므로 단위면적에 대한 응력은 다음과 같이 나타낸다. 인장시험은 재료의 강도를 측정하는 가장 기본적인 시험으로 간단한 조작으로 정확한 결과가 얻어진 뿐만 아니라, 인장하중을 걸었을 때 재료에 생기는 변형저항의 상태를 조사해 봄으로써 그 밖의 하중을 걸었을 때의 저항변형도 추측할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다아
철강과 같은 연성재료에 상대하여는 인장강도, 항복점, 신율, 단면 수축률을 주철과 같이 취성재료에 상대하여는 인장강도를 주로 측정한다.
본 실험에서는 판재시편을 인장시험하여, 그로부터 얻은 하중-변위 선도로부터 재료의 기본특성(特性)을 구하는 요령을 터득하는데 중점을 둔다.

② 전단응력 : 전단력에 의해 생기는 응력. 외력 P가 극히 작은 미소거리 x 사이에 작용하여 파선과 같은 모양의 변형이 생겨 비기고 있을 때는 재료의 축방향에 직각인 임의의 단면에는 전단응력 가생기므로 그 합력은 전단력 S의 크기와 같아서 S〓P가 된다된다.

2. 변형률
시험편의 표




설명

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실험결과/기계


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다.
휨 모멘트를 M, 단면계수(단면 모양과 치수에 따라 결정되는 특정값)를 M라 하면 연응력은 b〓M/Z이 된다된다. 일반적으로 응력이라고 하면 단위응력을 말한다. 휨응력이 0이 되는 경계선을 중립축이라 하고 중립축과 재료의 축을 포함하는 면을 중립면이라고 한다. 또한 외력 P의 작용이 압축일 때는 임의 단면의 단위면적에 대한 압축력을 압축응력이라고 한다. 이와 같이 응력을 단위면적에 대한 크기로 나타낼 때 이것을 단위응력 또는 응력도(應力度)라고 한다. 응력은 외력이 증가함에 따라 증가하지만 이에는 한도가 있어서 응력이 그 재료 고유의 한도에 도달하면 외력에 저항할 수 없게 되어 그 재료는 마침내 파괴된다된다.
재료의 단면적이 A일 때, 수직응력은 〓N/A〓P/A가 된다된다.
1.응력
외력(外力)이 재료에 작용할 때 그 내부에 생기는 저항력. 변형력이라고도 하고 내력(內力)이라고도 한다.

〔응력의 종류〕 응력에는 수직응력 전단응력(剪斷應力) 휨응력 등이 있다아

① 수직응력 : 인장응력 압축응력 등이 있으며 재료의 축(軸) 방향으로 외력 P(〓N)가 작용할 때의 응력은 임의 단면의 전면에 분포되어 생기며 이 단면의 단위면적에 대한 인장력을 인장응력이라고 한다.


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실험 목적
재료의 인장력에 대한 탄성적 성질, 소성변형 저항 및 파단 강도를 측정하는 것을 주된 목적으로 하는 시험을 인장시험(Tensile test)라고 한다. 따라서 단위면적에 생기는 응력의 크기를 구하면 재료의 단면적이 달라도 일정한 값이 되어 재료의 강도를 알아보는 데 편리하다. 이것을 연응력(緣應力)이라고 한다. 따라서 전단응력 의 분포가 균등하면 전단응력은 〓S/A〓P/A가 된다된다.
응력 …(생략(省略)) 〓외력/단면적 응력의 단위는 힘 및 넓이의 단위에 따라 kgf/Cm2, kgf/mm2 등이 사용된다된다. 이와 같이 휨 모멘트로 인해 생기는 수직응력을 휨응력이라고 한다. 부호는 휨 모멘트로 인해 단면의 각 부분에 생기는 수직응력의 종류에 따라 +, -를 정한다.
응력의 한도가 큰 재료일수록 강한 재료라고 할 수 있으며, 또 외력에 의해 생기는 응력이 그 재료의 한도 응력보다 작을수록 안전하다고 할 수 있다아 그러나 응력의 크기로 재료의 강한 정도를 나타내면 같은 재료라도 단면적이 큰 것일수록 응력의 한도가 커지므로 강한 정도가 다르게 나타나고 또 다른 재료와의 세기를 비교하는 데도 불합리해진다.
부호는 인장응력을 +, 압축응력을 -로 표시한다.

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