충격 시험

 

Charpy Impact Test Machine

충격 시험이란?

충격시험이란 통상적으로  샤르피 충격 시험을 의미합니다. 샤르피 충격시험은 진자식 해머로 시편에 충격 하중을 주어 파괴했을 때 에너지로부터 충격값을 구해 재질의 *인성과 *연성을 판정하기 위한 시험입니다. 샤르피 시험은 배관이나 발전 장치 등 과 같이 강한 충격이나 높은 압력을 받는 부품의 재질에서는 필수적인 시험입니다. 

 하중이 작용하는 방식에 따라 충격 인장, 충격 압축, 충격 굽힘, 충격 비틀림 시험이 있으며 가장 널리 사용되어 보통 충격 시험이라고 하면 굽힘 시험을 의미합니다.

 샤르피 충격 시험에서는 시편을 파괴하는데 소비된 에너지인 '흡수 에너지'를 구합니다. 해머의 리프팅 각도와 시편을 파괴한후 휘어진 해머의 각도를 읽음으로써 구할 수 있습니다.

 

 

*인성 (thoughness) : 소재가 외부의 충격에너지를 흡수할 수 있는 정도

*연성 (ductility) : 물리적인 힘을 가했을때 파괴되지 않고 늘어나는 성질

 

 

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충격 시험의 원리

샤르피 충격 시험기의 개략도와 흡수에너지 및 시험 강도를 구하는 식은 아래와 같습니다.

 

표1	그림1	그림2
＜식＞ E＝WR(cosθ β －cosθ α) －L a=E/bc  E:흡수 에너지(J) a:샤르피 충격값(kg・cm/cm2) W:해머 무게(N) R:해머의 회전축 중심에서 무게 중심까지의 거리(m) θβ:시편 파단 후의 해머의 상승 각도(°)  θα:해머의 리프팅 각도(°) b:시편의 폭(cm) c:시편의 두께(cm) L:마찰로 인한 에너지 손실	A : 해머 B : 해머의 회전 중심에서 무게 중심까지의 거리(R) C : 시편 파괴 후의 해머의 상승 각도(θβ) D : 시편(b: 폭, h: 두께) E : 해머의 리프팅 각도(θα)	D : V노치 시편 *노치 : 응력을 집중시키기 위해 시편 가운데 파단부위의 가장자리를 따낸 부분.  금속 재료의 샤르피 충격 시험편에는 V 노치와 U 노치가 있습니다.

 

먼저, 해머의 리프팅각도 E(그림2)가 되는 각도의 위치에 고정시킵니다 해머의 날이 시험편의 *노치(그림 2) 부분에 오도록 시험편을 올바르게 위치시켰는지 확인 후, 해머를 떨어뜨려 시험편을 파괴시키고 해머가 각도 C(그림2)만큼 올라가게 합니다. 

 

표1과 함께 봐주세요.

 

낙하하는 높이 h₁ = R(1- cos α)

상승하는 높이 h₂ = R(1- cos β)

 

E = Wh₁ - Wh₂

Wh₁ = WR(1- cos α)

Wh₂ = WR(1- cos β)

 

따라서 소모되는 흡수 에너지 E는 ＝WR(cosθ β －cosθ α) - L (회전축의 공기저항에 의한 마찰) 값이 나오게 됩니다.

 

충격 시험기 조작 방법

1. 시험기 주위의 장애물이 치웁니다.
2. 시험기의 부품이 위치를 정확히 확인하고 안전성도 체크합니다.
3. 시험 온도를 확인합니다.
4. 지침을 돌려 설정합니다.
5. 웜기어 손잡이를 돌려 해머 위치를 시험할 각도에 위치시킵니다.
6. 상승 각도를 나타내기 위해서 지침을 360℃ 돌려 놓습니다.
7. 고정레버를 돌려 해머를 낙하시킵니다
8. 아래 그림1-C 만큼 상승하고 낙하하는 해머의 브레이크를 작동시켜 정지합니다.
9. 아래 그림 1-C를 측정합니다.

 

충격 시험 작성 방법 

성적서 작성 (3) - 기계적 성질 (Mechanical Properties·機械的性質)

 

 

출저참고: 충격시험교안