기계공학실험 | 피로 시험(Fatigue Test)

 

 

 

TIP

 

 

재료에 응력을 반복해서 가하면(반복해서 변형을 가하면) 파단이 생겨 기계적 강도가 감소한다. 이러한 현상을 피로에 의한 파괴라 한다. 많은 종류의 기계나 구조물들이 사용 중에 파괴되는데, 그 원인은 거의 전부 피로에 의한 파괴라 하여도 과언이 아니다. 피로 시험의 목적은 재료의 피로 강도를 구하는 것과 기계, 구조물의 형상, 크기, 가공법, 하중을 가하는 방법 등이 피로 강도에 미치는 영향을 조사하기 위해서이다.

 

 

 

피로 강도에 미치는 각종 인자의 영향

1. 노치효과 : 기계부재에는 노치 또는 비금속 개재물 등의 재료결함이 존재하고 노치효과를 나타낸다. 이러한 응력 집중에 의해 국부적으로 높은 응력이 발생한다. 인장강도가 높은 재료는 노치효과가 낮은 현상으로 하지 않으면 피로성능이 저하되므로 이들 재료를 사용한 효과가 없어진다.

 

2. 치수효과 : 평활재, 노치재를 막론하고 시험편의 치수가 변하면 피로강도가 변하는 현상. 일반적으로 지름이 크면 피로한도 감소

 

3. 표면효과 : 재료파괴는 표면에서 시작하므로 피로강도는 표면조건에 대단히 민감, 표면이 거친 경우 피로한도 저하

 

4. 온도영향 : 상온이하 저온에서의 피로한도는 일반적으로 온도의 저하와 함께 상승한다.

 

5. 부식효과 : 부식이 많이 되면 피로한도 감소

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실험 방법

1. 시험편 준비

1) 4개의 회전 굽힘 시험편을 준비한다.

 

2) 3 개의 시험편을 최적 강도로 숏피닝 가공한다.

 

2. 피로시험기 가동

1) 전원을 켠다.

 

2) Speed Control을 ‘0’으로 조절한다.

 

3) Main OFF 버튼을 누르고 Motor ON 버튼을 차례로 누른다.

 

4) RPM을 높여주면서 시험기를 작동한다.

 

5) RPM을 서서히 올리면서 진동이 줄어들면 원하는 RPM까지 올린 후 하중을 부과한다.

 

6) 이때 계기판에 나타나는 RPM 수는 ×100을 나타낸다.

- 각기 다른 응력으로 피로시험을 수행

- 피로시험 결과를 S-N 곡선으로 그리고 평가

 

 

 

[기계공학실험]피로 시험(Fatigue Test) 레포트