기계공학 실험 - 샤르피 충격실험

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기계공학 실험 - 샤르피 충격실험
1.실험제목 : 충격실험

2.목적
충격시험은 충격량에 대한 재료의 저항력 즉, 인성이나 취성의 측정을 목적으로 행하는 시험이다. 재료의 인성이나 취성은 정적 인장시험의 결과로부터 어느 정도 추정이 가능한 경우도 있으나, 재료의 정적 인장시험의 결과만으로는 동적 하중, 금속 조직, 사용온도 등의 변화에 따른 기계적 성질의 변화를 충분히 알 수 없다. 예컨대, 열처리를 한 강의 인성의 변화는 정적시험에서는 차이가 근소하지만 충격시험에서는 큰 차이가 나타난다. 그러므로 금속재료에 있어서 뜨임취성, 저온취성 등의 성질을 조사하는데 충격시험이 필요하다.
충격시험에서는 일반적으로 하중을 주는 방법에 따라서 충격인장, 충격압축, 충격비틀림, 충격 굽힘시험 등으로 구별하고 있으니, 공업적으로는 주로 노치를 만든 시험편에 대한 충격 굽힘시험을 행하고 있다.

3.이론

①팬둘럼 암
②고정레버
③팬둘럼 해머
④웜기어 손잡이
⑤웜기어
⑥각도 지시판
⑦브레이크 손잡이
⑧앤빌
⑨부속 에너지 환산 눈금

*시험편 시편의 설치
a)시편의 설치
시편은 그림2 와 같이 시험기의 앤빌에 시편을 올려놓고 Striking Edge가 Notch
의 반대편에 충격하중을 가할 수 있도록 정확히 Setting 한다.
b)샤르피 충격 시험의 시편 타입
충격시험은 노치의 형상에 따라 그림 3과 같이 3가지 종류가 있다. 일반적으로 타입A는 V노치, 타입C는 U노치라 한다.

*기초이론
팬튤럼식 충격시험기에서 시편 파괴시 시편에 흡수된 에너지는 팬튤럼의 처음 및 나중의 위치에너지 차로서 구할 수 있다.
A) 팬튤럼의 높이는 수평상태로부터 각도에 의해서 결정된다.

S: 팬튤럼의 길이, h1: 상승높이, : 상승각도, :낙하각도, h:낙하높이
L:충격 중심거리 (meter), W:팬튤럼의 무게 (Kg)
낙하높이는

상승높이는

위 식으로부터 마찰을 무시한 충격에너지를 구하면

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