유료 비틀림 시험(Torsion Test)

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재료가 비틀림모멘트에 대하여 어떠한 거동을 하는가와 그에 따른 전단 탄성계수, 전단 항복강도, 비틀림 전단강도 등 전단에 관계되는 기계적 성질을 알아보기 위한 비틀림 시험에 관한 내용입니다.
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1. 목적
2. 이론
3. 시험장치
4. 시험방법
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비틀림 시험 (torsion test)
1.목 적 (object)
재료가 비틀림모멘트에 대하여 어떠한 거동을 하는가와 그에 따른 전단 탄성계수, 전단 항복강도, 비틀림 전단강도 등 전단에 관계되는 기계적 성질을 알아보기 위함이다.

2.이 론 (theory)
원형 단면봉이 그 양단에 작용하는 비틀림모멘트 t에 의하여 비틀리는 경우를 생각해 보자.부과된 비틀림 모멘트 t와 비틀림 각 사이의 관계는 단면 위에 작용하는 전단응력의 합력이 가해진 비틀림 모멘트와 정역학적으로 동등하여야 한다는 조
건에서 결정될 것이다.면적 da의 한 요소 위에 작용하는 전단력은 da 이며 봉의 축에 대한 이 힘의 모멘트는 rda 이다.비틀림 모멘트 t는 그 단면적 전체에 걸쳐서 합한 것이 된다.따라서,
dt r da (2.1)
t int r da
(2.2)
탄성영역 내에서는 응력이 반지름에 비례하므로 a (r/a) 이다.따라서
t sub a over a int r sup 2 da
(2.3)
이다.여기에서
int r sup 2 da
는 원형단면의 극 관성모멘트(polar moment of inertia)이다.반지름이 a이고 지름이 2a인 원에 대한 극 관성모멘트는
j a sup 4 over 2 d sup 4 over 32
(2.4)
이므로 식 (2.3)은 다음과 같이 쓸 수 있다.
t { ( sub a j )} over a
(2.5)
그림 2.1 에서 전비틀림각을 , 봉의길이를 l, 단위길이당 비틀림각도 / l을 라 하면 전단변형률 는
r over l r
(2.6)
표면의 전단변형률 a 는
aa (2.7)
와 같이 된다.전단탄성계수를 g라 하면 hooke의 법칙에서 g 와 식(2.3)과 (2.7)로써 다음과 같이 된다.
g 2tl over { a sup 4 }
(2.8)
그러므로 t 및 를 측정하여 g를 계산할 수 있다.   (이하 생략)
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• 발행일 : 2016년 3월 • 페이지수 : 688 page
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