인장시험
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1. 본문
인장 시험은 재료의 기계적 특성을 파악하기 위한 시험 방법 중 하나입니다. 주로 재료가 인장 하중(잡아당기는 힘)에 의해 어떻게 변형되고 파괴되는지를 측정하여, 다음과 같은 특성들을 알아냅니다.
- 인장 강도 (Tensile Strength): 재료가 파괴되기 직전까지 견딜 수 있는 최대 인장 응력(단위 면적당 가해지는 힘)입니다.
- 항복 강도 (Yield Strength): 재료에 영구적인 변형(소성 변형)이 시작되는 시점의 응력입니다. 항복 강도 이하의 힘을 가했다 제거하면 재료는 원래 형태로 돌아오지만, 항복 강도를 넘어서는 힘을 가하면 영구적인 변형이 남습니다.
- 연신율 (Elongation): 재료가 파괴될 때까지 늘어난 정도를 나타내는 값으로, 원래 길이에 대한 변화량의 백분율(%)로 표현됩니다. 연신율이 클수록 재료가 잘 늘어나는 성질(연성)을 가진다고 볼 수 있습니다.
- 단면 수축률 (Reduction of Area): 재료가 파괴될 때, 파단면의 면적이 원래 단면적에 비해 얼마나 줄어들었는지를 나타내는 값입니다.
- 탄성 계수 (Elastic Modulus): 탄성 변형 영역(힘을 가했다 제거했을 때 원래 형태로 돌아오는 영역)에서 응력과 변형률 간의 관계를 나타내는 값입니다. 탄성 계수가 클수록 재료가 변형되기 어렵습니다.
인장 시험 방법:1. 시험편 준비: 시험할 재료를 특정 규격(예: KS B 0801)에 맞는 모양과 크기로 가공합니다.
2. 시험기 설치: 시험편의 양 끝을 인장 시험기(만능 재료 시험기)의 그립(grip)에 고정합니다.
3. 하중 가하기: 시험기의 크로스헤드(crosshead)를 움직여 시험편에 서서히 인장 하중을 가합니다. 이때, 일정한 속도로 하중을 가하는 것이 중요합니다.
4. 데이터 측정: 시험 중 시험편에 가해지는 하중과 변형(늘어난 길이)을 측정합니다. 하중은 로드셀(load cell)로, 변형은 변위계(extensometer)를 사용하여 측정합니다.
5. 결과 분석: 측정된 하중과 변형 데이터를 이용하여 응력-변형률 선도(stress-strain curve)를 그리고, 위에서 언급한 재료의 특성값들을 계산합니다.
인장 시험의 종류인장 시험기는 기계식과 유압식으로 구분될 수 있습니다.
- 기계식 인장 시험기: 레버식, olsen, matzumura 등
- 유압식 인장 시험기: amsler, baldwin, mohr fedwehaff, dillon, shimazu, instron 등
인장 시험 관련 추가 정보인장 시험은 재료의 기본적인 기계적 성질을 평가하는 중요한 시험으로, 다양한 산업 분야(금속, 플라스틱, 고무, 섬유 등)에서 활용됩니다. 시험 결과는 제품 설계, 품질 관리, 재료 선택 등에 중요한 자료로 사용됩니다.
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