Tension Test, Tensile Test   인장 시험

(2022-01-23)

Guage Length, 표점 거리, Coefficient of Extension, 신장률, 연신률


1. 인장 시험 (Tension Test,Tensile Test,Tension Testing)재료응력 변형률 관계를 이끌어내는 가장 보편적인(표준적인) 재료 시험

  ㅇ 시험 방식
     - 재료저항성(재료의 변형 및 파괴)을 측정하기 위해,
     - 시편이 끊어질 때 까지, 천천히 일정 속도로, 균일한 으로, 잡아당기며,
     - 그때그때 변형과 측정 기록하게됨

  ㅇ 시험 목적
     - (하중)에 의해 초래된 변형량(길이 또는 직경의 변화)을 측정함으로써,
     - 재료하중에 견디는 능력(강도)에 대한, 재료 고유의 값을 측정

  ㅇ 시험 대상 재료
     - 금속,합금,플라스틱 등 
     - 한편, 세라믹 재료는 쉽게 시료 파괴되므로 거의 사용 안함


2. 인장 시험 방식

  ㅇ 주요 규격 : ISO 6892-1, ASTM E8/E8M, KS B 0801~0802(금속), KS M 3006(비금속) 등
     - 시험편의 치수,형상,하중에 대한 시험 방법 등이 규격화/표준화 됨

  ㅇ 시편 모양 (Test Specimen)
     - 통상, 시편 끝단 부분을 크게하여, 이를 물게되는 그립 근처에서의 파단 발생을 방지 함
     - 단면 형상 구분 : 원형 단면, 사각 단면 등 
        . 원형 시편 표준 지름 : 12.8 ㎜

  ㅇ 표점 거리 (Guage Length)
     - 시편 길이의 변형량 측정을 위한 2개의 표점(게이지 마크) 간의 기준 길이
        . 게이지의 표준 길이 : 50 ㎜
     - 이 부분에 신장계(Extensometer)를 부착하여 측정하게 됨

  ㅇ 시험 속도 및 기록
     - 순간 순간 거의 평형 상태를 이루도록 매우 천천히 하중 속도를 줌
     - 가해진 하중을 일정 시간 간격으로 기록해 둠

  ㅇ 시험에 의해 유도되는 주요 특성량
     * 시험법이 가장 간단하면서도, 가장 많은 기계적 성질을 파악 가능
     - 항복강도,인장강도,연신율,단면 수축율,탄성한계,탄성계수,포아송비 등

  ㅇ 시험 결과의 해석
     - 재료 마다 고유의 수직 응력과 수직 변형률 간의 관계(응력 변형률 관계)를 파악


3. 인장시험 장치 및 계기의 종류인장 시험기 (KS B 5521에 규정됨)
     - 기계식 만능시험기
     - 유압식 만능시험기

  ㅇ 측정 계기
     - 로드셀 (Load Cell)  :  하중 검출
     - 신장계 (Extensometer,엑스텐서메터)  :  신장 변위 검출(변위계,신장계)
        . 표점거리의 늘어난 량의 측정 
        . 기계적 또는 광학적 기구를 이용하여 측정함
     - 스트레인게이지 : 변형률을 직접 읽기 가능


4. 응력 변형률 곡선(선도) (Stress Strain Diagram)인장 시험은, 재료강도강성도를 구하기 위한 가장 기초적인 시험으로써,
     - 이로부터 응력 변형률 곡선이 얻어짐

  ㅇ 이 곡선금속 재료의 특성 이해에 중요한 기초가 됨

  ㅇ [유의사항]
     - 원래는, 순간순간의 하중과 표점거리 변화량(응력변형률)을 구해야하나,
        . 이를 사용하기 쉽지 않아서,
     - 전통적으로, 시험편 초기 단면적 및 초기 표점거리를 기준으로하여,
        . 공칭 응력공칭 변형률로부터 곡선을 그림


5. 인장률 / 신장률 / 연신률 (Coefficient of Extension)

  ※ 변형량과 원래 치수와의 比인 변형률을, 보다 단순화시킨 백분율

  ㅇ 통상, 재료인장 시험에서, 관찰되는 변형률로써,
     - 시험편의 표점거리에 생긴 신장(연신) 변화량 l'을 원 표점거리 l로 나눈 백분율
        .  ε = (l' - l)/l x 100 (%) = Δl/l x 100 (%)

  ㅇ 때론, 온도에 따라 팽창,수축된 변형 비율을 말하기도 함



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