역학시험(인장, 압축, 충격, 경도, 피로, 크리프)

인장시험(Tensile test)

  • 물체를 잡아당겨 그 늘어남이나 최대 하중을 측정하는 시험
  • 재료의 인장강도, 항복점, 연신율 등 기계적인 성질을 알아보는 기본적인 시험으로, 재료 강도에 관한 기본적인 설계 정보를 얻고 이를 설계의 기초 자료로 활용하기 위함

관련규격

· KS B 0801(인장시편)
· ISO 6892-1

· KS B 0802(인장시험)

· ASTM E8/E8M

응력 – 변형 곡선(S-S Curve)

압축시험

  • 재료가 압축 힘을 받을 때 어느 정도의 저항력을 나타내는지 측정
  • 구조물의 경우 설계뿐 아니라 가공 등에서도 압축 힘을 받은 상태에서 진행되기 때문에 매우 중요
  • 연성재료에서는 파괴를 일으키지 않으므로 압축강도를 구하기 어려움

시험 장비

충격시험(Impact test)

  • 물체에 고속 부하를 가했을 때 저항율 측정
  • 최초에 해머가 가진 에너지를 타격 후 잃어버린 에너지를 측정하여 재료가 흡수한 에너지량을 계산(단위: kg·m/㎠)

충격시험 종류

IZOD 충격 시험 Charpy 충격 시험
시편의 한쪽 끝을 고정한 후 노치가 있는 방향에서 해머로 타격하여 충격 값 산출 시편의 양쪽 끝을 고정한 후 노치가 있는 방향에서 뒷면을 타격하여 충격 값 산출
ASTM D256 (KS M) ISO 179-1 ASTM D6110, (KS M) ISO 180, KS B 5522

시험장비

경도시험(Hardness test)

경도

  • 한 물체가 다른 물체에 의해 국부적인 소성변형을 받았을 때 나타나는 재료 저항의 크기

경도시험

  • 시판에 하중을 가하여 압입되는 상태에 따라 경도를 측정

경도시험 종류

  • Brinell 경도(HB)
  • 브리넬 경도
  • 로크웰 경도
  • 비커스 경도
  • 누프 경도
  • 쇼어 경도

브리넬경도시험

로크웰경도시험

비커스경도시험

누프경도시험

쇼어경도시험

시험장비

피로시험(Fatigue test)

반복응력이나 반복변형을 받아 점진적인 영구변형이 생기고 상당한 기간동안 반복되면 균열이 생기거나 파괴에 이를 수 도 있는 현상(ASTM)

· 재료의 피로 한도 및 소정의 반복 횟수에 견디는 시간적 강도를 시험
· 시험편에 압축력과 견인력을 번갈아 가하여 파괴될 때까지의 반복 횟수와 관계 수치를 파악

피로시험 및 시험기의 형태

축 방향 피로시험

  • 반복 인장 피로 시험기
  • 반복 압축 피로 시험기

굽힘 피로시험

  • 회전 굽힘 피로 시험기
  • 평면 굽힘 피로 시험기
  • 공진형 굽힘 피로 시험기

압축 응력을 이용한 피로 : 반복 충격 시험기

비틀림 응력을 이용한 피로 : 반복 비틀림 시험기

응력 사이클(Stress cycle) : 시간에 따라 반복되는 응력의 상태

크리프시험(Creep test)

정의

· 외력이 일정하게 유지되어 있을 때, 시간이 흐름에 따라 재료의 변형이 증대하는 형상
· 일반적으로 고분자 물질인 플라스틱에서 현저히 나타나지만, 금속재료에서도 일어남

관련규격

· KS M ISO 4898
· ASTM E139

· KS M ISO 7616

· KS F 2453