자연과학 업로드 실험보고서 - 샤르피 충격시험 자료

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자연과학 업로드 실험보고서 - 샤르피 충격시험

[자연과학]실험보고서 - 샤르피 충격시험

1. 서론

`그림 대표적인 충격강도 측정방법`


일반적으로 플라스틱은 금속과는 달리 빠르고 강한 충격에는 깨어지기가 쉽다. 이러한 특성은 어떠한 부품의 한 소재로서 선정하는 경우 매우 중요한 인자가 되며 재질에 따라 충격강도가 다양하여 용도선택의 폭이 크다. 충격강도의 측정법에는 여러 가지가 있으나 우리가 실제로 자주 접하는 방법은 4가지 정도로 아이조드(Izod), 샤르피(Charpy), 낙추(Falling weight or dart), 그리고 인장(Tensile)충격강도가 있다. 특히 물성관리를 위해 손쉽게 측정하는 방법은 아이조드 충격강도 방법이 널리 이용된다. 그러나 아이조드 충격강도는 인위적으로 노치(notch)를 만들어 측정하는 방법으로 실제 제품의 충격강도와는 약간 거리가 있다. 그리하여 망치와 쇠볼을 이용한 시험 및 실제 제픔을 일정한 높이에서 떨어뜨려 실제 충격격강도 특성과 유사한 결과 예측방법으로 낙추충격강도 방법이 이용되며, 쉬트(Sheet) 물성으로는 인
충격강도 방법이 이용된다 노치시험결과는 실제 충격강도와 완전히 비례관계에 있지 못하며 아이조드와 샤르피는 동일 수지의 비슷한 조성을 갖는 소지 또는 컴파운딩 제품들의 품질관리용으로 적합한 시험 방법이다. 다른 수지 및 다른 조성의 제품에서 아이조드 및 샤르피의 충격강도를 상호 비교하는 것은 곤란하다. 이와 같은 여러 충격강도 측정방법을 개괄적으로 묘사하면 그림 1과 같으며 충격강도는 가공방법, 두께, 온도 등 여러 환경에 의존하게 된다. 그리고 시험규정에 EK라 시편의 크기 및 시험기기의 요구조건이 약간씩 다르다. 충격강도에 대한 규정은 ASTM D256, ISO 179, ISO 180, KS M3055, KS M 3056등에 정의되어 있다.

2. 이론

그림 ASTM 샤르피 충격강도 시편규격
그림 샤르피 충격 시험기

샤르피 시험은 아이조드 시험과 유사하지만 많은 차이가 있어 결과치에 상호연관성은 없다. 샤르피 방식은 수평 빔 양쪽이 지지된 상태에서 추가 노치 반대쪽 정가운데를 가격하여 파괴시 충격강도를 측정하는 것이다. 그림 2 는 샤르피 충격강도의 시험편 규격이다.

샤르피의 시험기기는 그림 3 과 같다. 시험기기의 진자길이, 해머높이, 충격속도 등의 건들은 아이조드와 동일하다.
이러한 샤르피 시험은 인장력이 크게 작용하므로 고강도 복합재료의 Inter-laminar s h ear및 Bondingforce를 측정하는데 유리하다.
그리고 충격 시험에서는 시험편을 1×10^3 ~ 5×10^-5초 동안에 순간적으로 하중을 가하여 파단한다. 이 파단에 필요한 에너지(흡수 에너지)의 크기로 재료의 강도, 취성을 판단한다 공업적으로 널리 사용하는 것은 Notch(노치)를 가진 시험편에 충격 굽힘 하중을 가하는 충격 굽힘 실험이 주로 쓰이고 이TEk. 충격 과괴시 실제로 시편이 흡수한 에너지(kg -m시편을 파괴하는데 필요한 에너지) 또는 노치부의 원단면적으로 파괴에너지를 나눈 수지(kgm/cm²)로서 그 재료의 충격치를 정한다.
샤르피 충격시험에서 측정된 값은 Notch(균열)를 갖는 재료의 내충격성에 대한 정성적인 비교는 가능하지만, 구조물, 기계등의 설계 계산에 직접 사용할 수는 없다.

그림 샤르피 충격 시험기
옆의 그림 4는 진자식의 해머에 의해 1회 충격으로 시험편을 파괴하는 능력과 강성을 가지고 있다. 해머가 시험 전에 높이 들어 올려져 있을때의 각도와 시험 후에 해머가 높여져 있는 각도을 읽기 위한 지침과 눈금판 시험편을 지시하는 장치 등으로 구성되어 있다.
진자형 해머는 눈금판의 중심과 회전축의 둘레를 부드럽게 회전할 수 있는 구조로 서정의 들어올림각(인상각)에서 정지시켜 빗장을 풀면 해머의 하중에 의해 낙하하여 축의 둘레를 회전시킨것과 같이 된다. 파단에 요하는 에너지를 측정하기 위하여 회전부의 마찰저항이나 공기 저항 등이 가능한 적도록 만들어졌다. 보통 강재에 사용되는 시험기의용량은 30kgf이다.

3. 실험 장치
- 샤르피 충격 시험기
- 시편: 탄소


자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=11074158&sid=sanghyun7776&key=



[문서정보]

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자료제목 : 자연과학 업로드 실험보고서 - 샤르피 충격시험
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