[기계공학 응용실험] 12장 링압축에 의한 소성마찰 측정 실험

소개글

[기계공학 응용실험] 12장 링압축에 의한 소성마찰 측정 실험

목차

1. 실험목적
2. 실험내용
3. 실험 관련 이론
4. 실험 장치 및 방법
5. 실험 결과 및 고찰
6. 결론
7. 참고자료

본문내용

실험 목적
재료와 다이 접촉면에서의 마찰 조건은 금속 유동, 표면 형성, 내부 결함, 다이에 작용하는 응력, 성형 에너지 등에 큰 영향을 미친다. 그러므로 금속 성형 공정에서의 마찰 조건을 판단하는 것이 중요한데, 이번 실험을 통해 재료와 윤활 조건에 따른 링 압축 실험을 통한 소성 마찰 상수를 측정해본다.

실험 내용
링 시편의 압축실험
• Cu 링 시편의 압축실험을 통해 3가지의 윤활조건에 따른 마찰계수의 측정 / 비교
• Al 링 시편의 압축실험을 통해 3가지의 윤활조건에 따른 마찰계수의 측정 / 비교

실험 관련 이론
윤활성과 마찰 전단 응력
대부분의 성형 공정에서 윤활제의 윤활성은 접촉 마찰면에서 직접적으로 결정하는 아주 중요한 요소이다. 다양한 윤활제의 효율을 평가하고, 성형 압력을 평가하기 위해서 접촉면의 마찰을 계수나 상수의 형태로 정량화하여 나타낼 필요가 있다. 이러한 정량화의 방법으로는 아래의 2가지가 있다.
1) 2) (여기서, 0＜m＜1이다.)
식 1)은 마찰전단응력 가 다이/소재 접촉면의 수직응력 에 비례함을 의미하고, 는 마찰계수이다. 식 2)는 가 변형 소재의 전단 항복 응력 k에 의해 결정됨을 의미하고, m은 마찰 전단상수이다. 성형 역학의 최근 연구에서 식 2)가 금속 성형에서 마찰 전단 응력을 평가하는데 적당하고, 마찰과 작용 응력, 하중 계산 시에 이점이 있음을 알 수 있다. 다양한 성형조건에 대해 m값은 다음과 같이 변한다.

• m= 0.05~0.15 : 강(steel), 알루미늄 합금, 구리의 냉간 성형에서 인산피막(phosphatesoap)
윤활제나 기름을 사용.
• m= 0.2~0.4 : 강, 구리와 알루미늄 합금의 열간 성형에서 흑연계 윤활제를 사용.
• m= 0.1~0.3 : 티타늄과 고온 합금의 열간 성형에서 유리 윤활제를 사용.
• m= 0.7~1.0 : 윤활제가 사용되지 않을 때, 즉, 판재의 열간 롤링과 알루미늄 합금의 무윤활
압출에서 사용.

참고 자료

이종원, 김문생, 최영 공역(James M. Gere 원저), 재료역학, 인터비젼, 서울, 2004.
Edward M. Mielnik, Metalworking Science and Engineering, MaGraw-Hill, 1991