해피레포트 - 인장실험에 대해서

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보고서설명
공학에서 사용되는 재료의 역학적 성질은 재료의 시편을 시험하여 결정하게 되는데 인장시험의 목적은 시험편의 인장하중 - 변형량 관계를 측정하여 항복점, 인장강도, 탄성계수, 변형도, 단면감소율 등의 기계적 성질을 알아보는데 있다.

본문일부/목차
이것은 금속을 구성하고 있는 결정격자에 위치하는 원자들이 일정한 plane을 따라 slip이 연속적으로 생겨 점에서 시험편 전부에 그것이 전파되는 것이다. 이 점의 load를 시험편의 최초의 단면적으로 나눈 값을 yield strength(또는 yield point)라 하며, 이 중에서 최대 하중의 점 에서의 stress를 upper yield point, 최소하중에 상당하는 stress를 lower yield point라 한다. upper yield point는 시험편의 형상, 인장속도에 의해서 변화되기도 하고 나타나지 않을 경우도 있지만 lower yield point쪽은 변화되기 어렵고 안정하다. 따라서, 일반적으로 yield point라 하는 것은 lower yield point의 값으로 나타낸다. 점 부터는 다시 load를 증가해주지 않으면 연신은 진행되지 않는다. 이것은 가공경화(strain gardening 또는 work hardening)를 생기게 했기 때문이다. 이 현상은 외견상 점까지 계속된다. 이 점까지의 deformation을 조사해 보면 시험편은 똑같이 연신되어 있음을 알 수 있다. 점의 하중은 그림에서와 같이 시험편 파단에서 최대의 하중을 나타내며, 이 최대하중 를 시험편의 최초의 단면적 로 나눈값, 즉 를 그 재료의 tensile strength라 한다. 또 일반적으로는 극한강도(ultimate strength)라고도 한다. 점 이후의 시험편의 일부가 국부적으로 그 단면을 수축하기 시작하므로 지금까지보다 작은 하중으로 다시 변형이 진행되어 curve는 로 강하되어 나타나고, 점에서 파단된다. 따라서, 점 이후는 수축부만의 변형이 curve에 나타나 있으므로 수축부 이외의 평행부는 최대하중에 상당하는 변형을 받은 채 잔류하고 있게 된다. 가령 이것을 stress와 strain의 curve 로 나타내면 그림 2-6과 같이 국부수축 이외의 부분은 로 나타내는 permanent deformation(영구변형)을 생기게 한다. nominal & true stress-strain curve: 그림 2-5의 load-deformation curve의 세로축 를 로 나누어 로 나타내고, 가로축 를 나누어 로 나타내면, tension에 대하여 시험편의 단면이 수축하지 않는다고 가정한 소위 nominal stress-strain curve(또는 apprent stress-strain diagram)가 얻어진다(그림 2-7). 이 curve는 그림 2-5의 load-deformation curve와는 결과적으로는 닮은 것이다. 이 curve는 단면불수축을 가정한 결과이며, 실제로는 재료는 volume constant의 변형을 하게 되므로 식 (2.7)에서 가 얻어져, 는 일정하므로 이 증가하면 는 감소되는 것을 알 수 있다. 따라서 단면이 수축하기 때문에 보정을 행할 필요가 있다(그러나 이 작은 곳에서 라고 생각 할 수 있다).

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