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기계공학 실험 -샤르피 충격실험

등록일 : 2012-04-25
갱신일 : 2012-04-25


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기계공학 실험 -샤르피 충격실험
기계 공학 실험 레포트

충 격 실 험




1. 실험 목적
충격 시험의 목적은 충격력에 대한 재료의 충격 저항을 시험하는 데 있다. 일반적으로 충격 시험에서는 재료를 파괴할 때 재료의 인성(toughness) 또는 취성(brittleness)을 시험한다. 재료의 인성이나 취성은 정적 인장시험의 결과로부터 어느 정도 추정이 가능한 경우도 있으나, 재료의 정적 인장시험의 결과만으로는 동적 하중, 금속 조직, 사용온도 등의 변화에 따른 기계적 성질의 변화를 충분히 알 수 없다. 예컨대, 열처리를 한 강의 인성의 변화는 정적시험에서는 차이가 근소하지만 충격시험에서는 큰 차이가 나타난다. 그러므로 금속재료에 있어서 인성 성질을 조사하는데 충격시험이 필요하다.

2. 실험 관련 이론
충격시험은 보통 공업적으로 행해지고 있는 것은 notch 가 주어진 시편을 사용하는 충격 굽힘 시험이다. 그리고 충격시험은 단일 충격 시험(simple impact test)와 반복 충격 시험(repeat impact test)등으로 분류한다.
단일 충격 시험이란 단 1회의 충격력으로 시편을 파괴하는 것이다. 이때 측정하는 것은 재료 파괴시 필요한 일의 양, 즉 재료가 흡수한 에너지이다. 이것으로 재료의 인성과 취성을 판단한다.
반복 충격 시험은 시편을 일정한 중량의 하중으로 타격을 가하여 파괴까지의 타격수로써 재료의 성질을 판단한다.
충격 시험시 사용된 충격시험기는 단일 충격시험기 중에서 샤르피 충격시험기이다.

그림 1. 펜듈럼 헤머식의 원리


그림1은 펜듈럼 해머의 원리를 나타낸 그림이다. 해머(W[kg])를 일정한 각도 [deg]만큼 들어 올린 후 놓았을 때, 해머가 하단에 고정된 시험편을 파단하고 반대 측으로 얼마만큼 올라가는 지(반대편으로 올라간 각도 [deg])를 측정하여 충격량을 구한다. 이때 회전축으로부터 중심선까지의 거리는 R이다.

그림1.에서 해머의 점 A의 위치에너지(…(생략)

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