충격실험

소개글

기계공학실험 중 충격실험에 관한 결과레포트입니다.
학기가 끝난후 A+학점을 받은 실험레포트 중 하나입니다.
공부하시는데 도움이 되시리라 생각합니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론적 배경
2.1 충격실험의 원리
3. 실험장비 및 방법
3.1 시험편 준비
3.2 Charpy 충격 시험기
3.3 Charpy 충격 시험기 조작 방법
4. 실험 시 주의사항
5. 실험결과 및 정리
5.1 실험 결과
5.2 용어정리
5.3 Charpy 충격 시험에 영향을 주는 요인
6. 결론 및 고찰
6.1 실험 결과를 비교분석 하시오
6.2 실험을 통해 알게 된 것과 궁금하게 된 것을 쓰시오
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
충격시험은 재료의 연성(ductility) 또는 인성(thoughness)의 판정을 위한 것으로서, 아주 짧은 시간에 큰 하중이 작용하는 하중을 충격하중이라 하며 재료에 충격저항이 작용할 때 에너지법을 이용하여 충격저항을 측정하며, notch부의 형상에 따른 충격저항의 변화를 구하여 이에 대한 영향을 이해해 보고자 한다. 그리고 충격시험기의 원리 및 구조를 이해하는데 있다.
2. 이론적 배경
2.1 충격 실험의 원리(Charpy impact test)
충격 시험은 시험편을 양단힌지 위에 올려놓은 다음 시험편의 notch부분이 정확하게 중앙에 오도록 수평으로 놓는다. 이때 시험편이 중앙점을 충격하중을 가하여 시험편이 파단되는데 소요된 흡수에너지E(㎏fm)로 충격치를 나타낸다.
그림 1과 같이 핸들을 돌려서 팬둘럼이 가 되는 각도의 위치에 고정시키고 팬둘럼의 날이 시험편의 노치 부분에 오도록 시험편을 바른 위치에 놓은 다음, 팬둘럼을 낙하시켜서 시험편을 파괴시키고 팬둘럼이 각도 만큼 올라가게 한다.
여기서 낙하높이는
h₁= R(1 - cos)
상승 높이는
h₂= R(1 - cos)
이 때 파괴되는데 소모된 에너지 E(㎏fm)는 다음과 같다. 단, 회전축의 공기저항에 의한 마찰은 무시한다.
여기서, E = Wh₁- Wh₂
Wh₁= WR(1 - cos)
Wh₂= WR(1 - cos)
따라서, 소모된 에너지E는
E = WR(cos - cos)이다.
샤르피 충격치 U는 시험편을 절단하는데 필요한 에너지 E(㎏fm)를 노치부의 원 단면적(A,㎠)으로 나눈 값으로 표시된다. 노치부의 단면적으로 나눈 것은 단지 충격치에 대한 규약이며, 단위면적당 흡수에너지 개념은 갖지 않는다.
즉, 충격치 U는
시험편은 중앙파단부에 V또는 U형상의 노치를 만들어 응력집중 효과를 나타내게 한다.

참고 자료

1. 재료과학과 공학 3rd Edition
(William Callister저 / 김용석, 김형준, 박인규, 이재갑 공역 / Wiley / 1995)
2. 기계재료(황호만, 황문식 공저 / 청문각(淸文閣) / 2002)
3. 재료시험(김학모, 김용현, 안상봉 공저 / 태훈출판사 / 2002)