[실험보고서] 비틀림 시험[torison test]
[실험보고서] 비틀림 시험[torison test]
비틀림 시험
1. 시험목적
비틀림시험은 각종 형태의 단면을 갖는 봉이나 실물, 모델 등에 비틀림모우멘트를 가하여 재료의 전단탄성계수, 전단항복점, 비틀림전단강도, 전단응력과 전단변형도와의 관계등 비틀림에 대한 재료의 성질을 알아보기 위한 것이다.
2. 이 론
양단에 비틀림모우멘트를 받는 원형단면봉의 비틀림에 대하여 고찰하여 보면, 외력으로 작용하는 비틀림모우멘트 T는 횡단면에 작용하는 전단응력의 축심 O에 대한 모우멘트의 합과 같아야 한다.
T =
탄성역 내에서는 응력이 반지름에 비례하므로 = a이고
T = 와 같이 된다. 여기서 a 는 r=a에서의 전단응력이다.
윗식으로부터
T = , a = 여기서 J 는 극관성모멘트이며, J = 이다.
중실원형단면봉의 경우 J = 이므로 따라서 a =
전단변형도 = = r
( : 전비틀림각, l : 봉의 길이, : 단위길이당 비틀림각도 : )
표면의 전단변형도 a = a이며 전단탄성계수를 G라 하면 Hooke 의 법칙에서 = G와 위 두식으로부터 G = 가 나온다.
일반적으로 비틀림 시험에서는 항복점이 명확하게 나타나지 않으므로 탄성역을 지나 잔류전단변형도가 0.3%가 되는 점을 항복점으로 정하는 경우가 많다.
소성역내에서는 비틀림모우멘트 T 와 비틀림각 사이에는 비례관계가 성립하지 않는다.
전단응력과 전단변형도 사이에 = f() 로 가정하여 원형단면봉의 경우 다음식이 성립한다.
윗식을 에 대해 미분하면
이 되고
윗식에서 a를 구하면
T- 선도가 주어졌을 때 윗식을 이용하여 전단응력을 구할수 있다.
즉 임의의 점 P에서 전단응력은 기하학적 관계에서 다음과 같은 식을 쓸수 있다.
....
1. 시험목적
비틀림시험은 각종 형태의 단면을 갖는 봉이나 실물, 모델 등에 비틀림모우멘트를 가하여 재료의 전단탄성계수, 전단항복점, 비틀림전단강도, 전단응력과 전단변형도와의 관계등 비틀림에 대한 재료의 성질을 알아보기 위한 것이다.
2. 이 론
양단에 비틀림모우멘트를 받는 원형단면봉의 비틀림에 대하여 고찰하여 보면, 외력으로 작용하는 비틀림모우멘트 T는 횡단면에 작용하는 전단응력의 축심 O에 대한 모우멘트의 합과 같아야 한다.
T =
탄성역 내에서는 응력이 반지름에 비례하므로 = a이고
T = 와 같이 된다. 여기서 a 는 r=a에서의 전단응력이다.
윗식으로부터
T = , a = 여기서 J 는 극관성모멘트이며, J = 이다.
중실원형단면봉의 경우 J = 이므로 따라서 a =
전단변형도 = = r
( : 전비틀림각, l : 봉의 길이, : 단위길이당 비틀림각도 : )
표면의 전단변형도 a = a이며 전단탄성계수를 G라 하면 Hooke 의 법칙에서 = G와 위 두식으로부터 G = 가 나온다.
일반적으로 비틀림 시험에서는 항복점이 명확하게 나타나지 않으므로 탄성역을 지나 잔류전단변형도가 0.3%가 되는 점을 항복점으로 정하는 경우가 많다.
소성역내에서는 비틀림모우멘트 T 와 비틀림각 사이에는 비례관계가 성립하지 않는다.
전단응력과 전단변형도 사이에 = f() 로 가정하여 원형단면봉의 경우 다음식이 성립한다.
윗식을 에 대해 미분하면
이 되고
윗식에서 a를 구하면
T- 선도가 주어졌을 때 윗식을 이용하여 전단응력을 구할수 있다.
즉 임의의 점 P에서 전단응력은 기하학적 관계에서 다음과 같은 식을 쓸수 있다.
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[기계공학실험] 비틀림 실험(Torsion Test)
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비틀림 시험 보고서
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