[기계공학실험]피로 시험

1. 실험 목적
가. 피로 시험을 통해 회전 굴곡 피로 시험기(Rotary Bending Fatigue Testing Machine) 의 사용법과 피로(fatigue)에 대해 알아본다.
나. 피로를 일으키는 조건들을 알아보고 해당 조건들이 피로 파괴에 어떤 형향을 미치는지 S-N 선도를 통해 알아본다.
다. 피로 파괴의 실제 사례왿� 예방법을 알아본다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 개요
20, 40, 60kg의 하중을 이용하여 시편에 모멘트를 가하였고 이후 시편을 회전시킴으로써 반복응력을 형성하여 피로특성을 파악하였다. 시편은 반복횟수보다 반복응력의 크기에 더욱 민감하였다.

나. 실험 목표
반복되는 응력이나 변형률의 영향을 받는 재료의 거동을 피로(fatigue)라고 한다. 다시 말하자면 피로란 재료의 어느 부분에 변동응력이나 변형률을 일으켜 충분한 변동횟수 후에 균열이 최고로 커질 때, 완전히 파손되는 상태에 이르게 되는 점진적이고 국부적인 구조적 변화과정을 말한다. 주로 다리, 비행기, 기계부품등과 같이 동적인 변동응력을 받는 구조물이나 부품등에서 나타나며 정적하중에 비해 항복강도나 인장강도 보다 매우 낮은 응력상태에서 일어난다. 모든 금속파손의 약 90%가 피로에 의해 일어나므로, 피로에 의한 파손의 형태왿� 그 원인을 파악하는 것은 매우 중요하다. 이번 실험을 통하여 재료의 피로를 일으키는 조건을 변화시키면서 이러한 조건들이 피로 파괴에 어떤 영향을 미치게 되는지 알아보기 위하여 S-N 선도를 그려 알아본다.

<중 략>

7. 토의 사항
가. 실험 고찰 본 실험은 일정 무게의 추를 이용하여 시편에 모멘트를 가하고 이 상태에서 시편을 회전시켜 반복응력을 형성, 이 결과 나타나는 피로파괴에 대한 파손의 형태왿� 그 원인을 파악하는 실험이었다. 실험 결과 시편은 중심점에서 파손되었으며 실제 시편이 버틸 수 있는 응력보다 훨씬 작은 값에서 파손이 일어났다. 또한 추의 무게가 늘어날수록, 즉 시편에 가해지는 응력값이 높아질수록 응력반복횟수는 극히 적어졌다.