기계공학실험 | 피로시험

 

 

 

TIP

 

 

운동하는 기계는 시간이 경과하면 강도가 저하되지만 이 속도는 매우 느리고, 재료가 파괴되는 시점을 알기 어렵다. 인장에 의한 파괴에서는 necking이 일어나며 외형적인 변화가 일어나지만 피로에 의한 파괴는 변화가 거의 관찰되지 않는다. 이에 따라 고안된 시험이 피로 시험이다.
재료에 항복 강도 이하의 응력을 반복해서 가하면 파단이 생겨 기계적 강도가 감소한는데, 이러한 현상을 피로에 의한 파괴라 한다. 
피로 시험의 목적은 재료의 피로 강도를 구하는 것과 기계, 구조물의 형상, 크기, 가공법, 하중을 가하는 방법 등이 피로 강도에 미치는 영향을 조사하기 위해서이다.

 

 

 

S-N 선도(Stress-Number of cycle, 응력-반복 횟수)

x축에 반복 횟수, y축에 응력의 크기를 놓고 그래프를 그린 것으로, 일정한 응력에 대한 피로 시험을 시행하여 그 응력의 반복 횟수를 측정한 뒤 점을 찍는 방식으로 그려진다. 응력은 반복 횟수에 반비례하며 우하향 그래프를 그린다.

 

 

S-N 커브

이 그래프는 일정 응력 이하에서는 반복 횟수가 늘어나도 그래프가 수평을 유지하게 되는 구간이 있는데 이를 피로한도라 하고 피로한도 이내로 설계할 시 피로파괴가 일어나지 않는다. 반복 횟수가 106 cycle 이상이라면 이것을 infinite life region이라 칭한다.

728x90

 

 

시험 방법

1. 실험 과정

1) 가압 핸들을 오른쪽으로 돌려 하중이 걸리지 않도록 한다.

 

2) 시험편을 고정 측 척에 먼저 끼운 뒤 단단히 고정시키고 이동 측 척에 끼운 뒤 단단히 고정시킨다.

 

3) 장비를 작동시키고 rpm 조절기를 조절하여 모터가 목표 rpm에 도달하도록 한다. (이 때 시험편과 척 사이에 진동이 일어날 수 있는데 rpm을 빠르게 올려 진동 구간을 빨리 통과하거나 손을 이용하여 감쇄시켜 진동이 멈춘다.)

 

4) 목표 rpm에 도달하면 회전계의 리셋 버튼을 눌러 0으로 맞춘다.

 

5) 시험편이 파단되면 모터는 자동적으로 정지한다. 이 때 회전수를 읽는다.

 

 

 

[기계공학실험]피로시험 레포트