[A+]기계공학실험1 피로 시험

소개글

반복되는 응력이나 변형률의 영향을 받는 재료의 거동을 피로(fatigue)라고 한다. 재료의 피로를 일으키는 조건을 변화시키면서 이러한 조건들이 피로 파괴에 어떤 영향을 미치게 되는지 알아보기 위하여 S-N 선도를 그려 알아보기로 한다.

목차

1. 서론
가. 실험목적
나. 실험이론
1) 피로시험의 종류
가) 반복응력의 종류
나) 구동방식
다) 특수조건하에서의 피로실험
2) 피로파괴
3) 기계부품의 피로파괴 사례
4) 피로한계
5) 응력집중
6) 잔류응력

2. 본론
가. 실험장치
1) 회전 굴곡 피로 시험기(Roatary Bending Fatigue Testing Machine)
2) 표준 시험편
나. 실험방법
다. 실험 시 유의 사항

3. 결론
가. 실험결과
나. 고찰
1) 오차 요인
가) 온도
나) 파단이후 회전수 증가
다) 고정축의 회전에 의한 자유축에서의 마찰 - 비틀림
라) 하중계산
마) 마찰에의한 감소
2) 토의
가) 피로파괴의 원인과 민감도
나) 정상적인 s-n선도와의 차이점
다) 응력이 피로에 미치는 영향

4. 참고문헌

본문내용

1. 서론
가. 실험목적
반복되는 응력이나 변형률의 영향을 받는 재료의 거동을 피로(fatigue)라고 한다. 다시 말하자면 피로란 재료의 어느 부분에 변동응력이나 변형률을 일으켜 충분한 변동횟수 후에 균열이 최고로 커질 때, 완전히 파손되는 상태에 이르게 되는 점진적이고 국부적인 구조적 변화과정을 말한다. 주로 다리, 비행기, 기계부품등과 같이 동적인 변동응력을 받는 구조물이나 부품등에서 나타나며 정적하중에 비해 항복강도나 인장강도 보다 매우 낮은 응력상태에서 일어난다. 모든 금속파손의 약 90%가 피로에 의해 일어나므로, 피로에 의한 파손의 형태와 그 원인을 파악하는 것은 매우 중요하다. 이번 실험을 통하여 재료의 피로를 일으키는 조건을 변화시키면서 이러한 조건들이 피로 파괴에 어떤 영향을 미치게 되는지 알아보기 위하여 S-N 선도를 그려 알아보기로 하자.

나. 실험이론
1) 피로시험의 종류
가. 반복응력의 종류
굽힘 : 실제의 피로 파단은 반복되는 굽힘에 의해 일어나는 것이 많다.
(환봉시험편의 경우 회전굽힘 · 각주, 판상시험편의 경우 평면 굽힘)
비틀림 : 헬리컬 스프링이나 차축, 토션바 등은 반복 비틀림 파단이 문제가 된다.
인장 압축 : 가느다란 선재나 박판시험편에서 많이 실행된다. 또한 굽힘과 비틀림을 동시에 부하하도록 조합시켜 응력 시험을 하는 것도 있다.

<중 략>

다) 특수조건하에서의 피로실험
-소성 피로 시험(저사이클 피로실험)
항복점을 넘은 소성역의 피로시험에서 수명이 ~사이클 정도의 것을 소성 피로 시험 또는 저사이클 피로시험이라고 한다. 보통의 피로시험에서는 응력이 작으므로 응력진폭을 일정하게 유지하여도 변형진폭을 일정하게 유지하여도 결과는 그다지 변하지 않으나, 소성피로 시험에서는 응력과 변형이 비계관계에 있지 않으므로 어느 진폭을 일정하게 제어하느냐에 따라 결과가 크게 달라진다. 또한 시험편의 변형량이 크므로 하중을 일정하게 제어하여도 진응력폭은 수시로 변한다.

-롤링 피로 시험
레일과 휠의 조합이나 베어링 볼과 레이스의 조합에 의한 마모는 단순히 이루어지는 에지마모 외에 박리가 보인다.

참고 자료

회전 굴곡 피로시험기 load weight (1kg) - http://sejintest.co.kr/bbs/board.php?bo_table=sub03_04&wr_id=4
(Beer SI)고체역학 - Ferdinand P. Beer (Mc Graw Hill) - p107~p108, p113, p234~p235
개정 재료시험입문 - 윤한기 오환섭 박원조 최병기 공저 (원창출판사) p185~p190
기계부품의 피로파괴 원인 및 방지대책 - 대한기계학회지 제29권 제2호, 1989.4, 118-124 (7 pages) (발행기관 : 대한기계학회)
SS400 S-N Curve 출처 :
“The Size Effect on Fatigue Strength of Structural Steel Materials in High-humidity Environment” - Haftirman (11 –- 13 October 2009, Batu Ferringhi, Penang, MALAYSIA(논문)