재료공학기초실험 | 샤르피 충격 실험

 

 

 

TIP

 

 

1. 전자식 해머 운동에 의한 샤르피 충격 시험기를 사용해서 충격 굽힘 또는 충격 인장을 구한다.
2. 노치부의 형상에 따른 충격 저항의 변화를 측정하고 이해한다.

 

 

 

충격 시험

1. 충격적으로 가해지는 외력에 대한 재료의 저항, 강도, 메짐을 알기 위한 재료시험을 의미이다.

 

2.  재료나 제품의 저항력 그리고 시편을 파괴하는데 흡수된 에너지의 크기를 측정하기 위한 시험이다.

 

3.  힘이 가해지는 방법에 따라 인장, 압축, 휨, 비틀기 등 여러 충격 시험이 있다.

 

4.  충격시험에는 샤르피형, 아이조드형의 충격 시험기가 대표 적이다.

 

 

충격 하중

1. 작용시간이 극히 짧은 충격에 의한 동적 하중을 말한다.

 

2. 충격 하중에 대한 거동은 매우 복작하여 변형 에너지 개념을 도입해 단순화하여 대략적인 해석을 한다.

 

3. 재료가 충격 하중을 받으면 최대 변형이 일어나고 그 이후 즉시 원상태로 돌아가려는 거동을 보인다.

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실험 방법

1. 충격 에너지와 충격치의 계산식 유도 및 실험 과정

1) 핸들을 α각도에 위치를 고정, 해머의 날을 시편의 노치 부분에 오도록 시편을 바르게 놓는다.

 

2)  해머를 낙하시켜 시편을 파괴시키고, β각도만큼 올라가게 한다.

 

3)  최초의 높이 h₁=R(1-cosα)이고, 시편이 파괴된 후 상승한 높이는h₂=R(1-cosβ)가 된다. 또한 해머의 무게는 W=mg로 나타낸다.

 

4)  위치 에너지 E=mgh 이고 단위는 ㎏㎡/s²이며, 이때 회전에 의한 공기 저항은 무시한다.

 

5)  충격 에너지는 E₁=mgΔh라고 할수 있으며, h₁, h₂, W를 대입하면, E₁=W(h₁-h₂)=WR(cosα-cosβ)가 된다.

 

6)  샤르피 충격치 U는 시편을 절단하는데 소모된 충격 에너지 EI를 노치 초기 단면적 A로 나눈 값으로 표시된다. 이때 흡수 에너지의 개념을 포함하지 않는다.

 

 

 

[재료공학기초실험]샤르피 충격 실험 레포트