고체 인장 실험

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 장치
4. 실험 준비
5. 실험 결과
6. 결론 및 토론
7. 참고 자료

본문내용

1. 실험 목적
금속이 인장력을 받을 때 늘어나는 길이와 인장력과의 관계 그래프를 실험을 통해 알아보고, stress와 strain의 그래프로 변형할 수 있어야 한다. 금속의 특성인 탄성계수를 측정함으로써 실험값과 실제의 값을 비교해보고, Hooke`s 의 법칙을 이해한다. yielding point가 확실치 않을 때에는 offset 을 적용하여 yielding point를 구할 수 있어야 한다. 또한 ultimate stress 가 실제적인 stress와 차이가 생기는 것을 직접 관찰을 통해 원인을 알 수 있다.
2. 이론
시편 혹은 금속의 축 방향으로 작용하는 응력을 normal stress(축응력)라고 한다. σ 로 표현하고 stress 의 의미는,
P는 금속에 작용하는 힘이고, A는 금속의 단면적이다. σ의 단위는 이다.
시편에 힘이 작용하면 그에 따라 늘어나는 길이를 δ 라고 표현한다. 시편 처음의 길이가 길수록 δ는 더욱 커지기 때문에 처음 길이에 따른 비율로 표현한다. 그것을 strain 이라고 하며 ε 라는 기호로 쓴다. 즉,
δ는 늘어난 길이이며, L은 처음의 길이이다. 단위는 로 단위는 없다고 할 수 있다.
응력이 증가하면 strain도 증가한다. 하지만 계속적으로 비례해서 증가하는 것이다. stress-strain 그래프는 다음과 같다.
처음의 부분은 Hooke`s 법칙을 만족하면서 비례하는 선형 그래프 이다.

<중 략>

이상의 응력을 주지 않아도 시편이 쭉 늘어나게 된다. D 점에서 최대 응력이 작용하는 점으로 Ultimate stress 라고 한다. 그래프의 끝 부분에 응력이 줄어드는 것은 Necking 현상을 무시하고 같은 단면적으로 생각했기 때문이다. 실제적인 단면적으로는 E`으로 가는 곡선이 생길 것이다.

참고 자료

MECHANICS of MATERIALS Chapter 1,2 , p.913,914
실험기계공학 기계공학연구회 pp. 33~47
KS 규격(http://www.standard.go.kr/CODE02/USER/0B/03/SerKs_Search.asp)