재료의 인장강도, 항복점, 연신율, 단면수축율 등의 기계적인 성질

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재료의 인장강도, 항복점, 연신율, 단면수축율 등의 기계적인 성질에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

증가될 수도 또는 낮아질 수도 있는 등 복잡한 양상을 띄고 있다.
(7)연율(strain)
실험에서 연율의 측정은 전술한 바와 같이 시편이 파단되기까지 생기는 전체 신연을 본래 표점거리로 나눈 값이다. 이것을 계산할 때에는 실험 개시 전에 표점거리 L0를 정확히 측정하고, 파괴된 후에는 잘 맞대어 신연된 표점간의 거리 L을 정확히 측정한 값으로 계산한 것을 전측정 연율 또는 “연율”이라고 한다.
ε = (L - L0)/L0 X 100
그러나 신연상태는 시편의 각 부분에 따라 다르다. 이것을 알기 위하여 시편을 5mm또는 10mm의 간격으로 10 - 16등분하고, 파단 후 각 표점간의 거리를 정밀하게 측정한다.
(8)탄성률
응려과 변형이 선형적 간계를 가지는 탄성변형에서 응력과 변형의 비. E로써 탄성계수 또는 영룰이라고도 한다. 이는 응력에 대한 시편이 변형에 저항하는 정도, 물질의 딱딱함의 척도이다, 그 값이 크면 클후록 물질은 잘 늘어나려 하지 않는다
(9)탄성변형
응력-변형 곡선이 초기부분은 선형으로 탄성체와 같이 응력이 변형에 비례하며 HooKe의 변형법칙이 적용되는 곳을 엘라스틱 디포메이션이라 하고 곡선이 직선으로부터 벗어나는 점을 비례한계라 한다
10)단면 수축률 (Reduction of area)
인장시험시 시험편의 파괴 직전에 최소 단면적 A 와 원단면적 A0 와의 차를 원단면적 A0 에 대한 백분율로 나타낸 것을 단면 수축률이라 한다.
11)인장 강도
시험편이 절단되었을 때의 하중 즉, 최대 인장 하중을 시험편 평행부의 원단면적으로 나눈 값, 즉 재료의 강도는 단면적에 대한 저항력으로 표시된다.
12) 내력 (Yield Strength)
인장 시험때 규정된 영구변형을 일으킬 때에만 하중을 평행부의 원단면 적으로나눈 값을 항복 값이라 하나 연강처럼 항복 현상이 뚜렷하게 나타나는 것 이외의 재료에는 항복값 대신 0.2%의 영구 변형을 일으키는 응력을 내력으로 규정한다.
또한, 인장 시편이 견디는 최대하중을 인장하중이라 한다.
■ 인장실험기의 원리
위의 그림은 인장시험기의 원리를 설명한 그림이다. 양쪽의 나사선이 회점함으로 인하여 이송부가 상하로 움직이는 원리이다. 이송부가 위쪽방향으로 이동하면, 인장, 이송부가 아래쪽방향으로 이동하면 압축이 도니다. 이송부 우에 있는 하중 Cell에서 하중을 제어하고 컴퓨터로 신호를 보내게 된다.
1. 측정항목 및 결과처리
*elastic limit: 응력을 제거하면 strain 이 0으로 복귀하는 응력의 상한 치 (0.03%또는0.0005%가될때의응력)
*nominal stress:
(where : = 공칭응력, P= 하중, = 원단면적 )
*actual stress :
(where : = 실제응력 , P= 하중, = 연신된 단면적 )
*strain:
(where : :원래 길이 , = 늘어난 길이 )
*tensile strength :
*yield strength:
(where : : 상부항복 하중 )
*elongation: 시편 중간에 선을 긋는다. 그리고 표점거리를 50mm로 설정 한다. 인장을 하게 되면 표점거리가 늘어나게된다.
(where : : 파단시의 표점거리 )
*reduction of area:
*실응력과 공칭응력과의 관계:
*진변형률()과 공칭변형률(ε)의 관계 :
원단면적 및 파단 면적을 각각 및 라고 하며, 또 단면수축이생긴 부분 에서 파단되기 까지의 단면 수축된 부분의 신연을라하고,파괴응력을 , 그 때의 단면적을 라고 하면,
공칭응력에서
그러므로
따라서
2.고분자 물질의 기계적 물성
연성, 취성, 강성, 인성...응력 -변형 곡선은 다음의 기준을 제시한다
3. 분자적 측면에 의한 고분자의 응력-변형 거동
*탄성한계 내의 변형시에는 (a)에서 처럼 플라스틱 분자의 원자간 결합이 구부러 짐과연신을 한다고 볼 수 잇다. 이러한 형태의 변형은 순간적이며 분자들 사이의 영구적인 이동은 없다
*점 c이후에 일어나는 변형은 고분자 사슬의 개개의 연싱에 의한 것이다
(b)분자들 간의 미끌림 현상은 없기 때문에 변형은 최종적으로는 회복되지만 즉각 적으로 회복되지는 않는다
*반면에 항복점 또는 탄성한계점 이후에 일어나는 변형은 분자들 간의 실질적 이 동에 의한 것이기 때문에 이동도니 분자들은 원래 위치로 돌아오지 않는다 (c)
즉,, 세가지 변형형태는 독립적으로 일어나기 보다는 서로 동시에 일어난다
원자간의 구부러짐과 연신은 거의 동시적인 반면, 분자의 사슬풀림은 상대적으로 느리다. 분자 미끌림이 가증 느리다
4. 고분자 변형
응력-변형의 거동은 하중을 가하는 형태에 따라 매우 다르게 나타난다.
영의 탄성룰을 결정하는 곡선의 앞부분에서 조차도 그 모양이 다르다. 압축 시험 을 통하여 얻은 탄성율 갑이 인장 시험에 의한 것보다 일반적으로 더 높다.
인장-취성파괴 거동
압축-크랙 성장이 억재되므로 연성파괴 거동
(1)속도 의존성
고분자 응력-변형 특성은 온도 이외에도 변형속도에 의해 크게 영향을 받는다.
탄성률, 항복강도 및 최종강도는 변형속도에 따라 증가하고, 파괴신도는 감소한다.
파괴신도는 고분자의 종류에 따라 다른 경향을 보이는데 일반적으로 우리상 고분 자에서이 변형속도에 따라 감소하며, 고무상의 고분자에서는 증가한다
(2) 온도의 존성
낮은 온도에서는 항복이 나타나지 않지만 온도가 높아짐에 E라 항복점이 나타나 고 파괴신도도 증가한다
고분자가 극단적으로 우연해지는 높은 온도에서는 파괴신도가 다시 감소하는 경 향을 보여준다.
항복점은 일반적으로 Tg 근처에서만 나타나 변형속도가 빠른 경우에는 보다 높 은 온도에서 나타나며 항복강도는 온도의 증가에 따라 감소한다
이렇게 온도가 변함에 따라 취성파괴에서 연성변형으로 전이되는 온도를 Tb 취 성-연성 전이점이라 한다
(3) 그 밖에 인자
고분자 분자량은 응력-변형 곡선에 영향을 주는 중요한 변수이다.인장강도와 Mndml 관계는 ********는 한계인장강도, k는 상수이다.
경우에 따라 분자량보다점도가 더 중요한 변수로 작용하기도 한다.
이상 언급한 이외에도 여러 변수들, 압력, 가교, 결정화도, 가소화, 분자 배향 및 불랜드 종류 등에 따랑 응

키워드

인장강도,   연신율,   단면수축율,   비례한계,   탄성한계,   탄성계수