개념 한 쪽
가스텅스텐아크용접기능사 인장시험 — 시험편 규제요건과 응력 계산, 알 수 없는 값
이 개념의 문항은 인장시험편에서 규격으로 규제하는 치수가 무엇인지, 응력을 어떻게 계산하는지, 인장시험으로 얻을 수 없는 값은 무엇인지를 묻는다. 규제요건은 지름·평행부 길이·표점거리이고 무게는 규제하지 않으며, 응력은 하중을 최초 단면적으로 나눈 값이다.
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뜻
인장시험은 시험편을 잡아당겨 인장강도와 연신율을 재는 시험이다. 결과가 시험편마다 같게 나오도록 치수를 규격으로 통일하며, 규제요건은 시험편의 지름, 평행부의 길이, 표점거리다. 평행부는 굵기가 일정한 중간 부분이고, 표점거리는 늘어남을 측정하려고 표시한 두 점 사이 거리다. 시험편의 무게는 인장강도나 연신율 계산에 쓰이지 않으므로 규제 항목이 아니다.
응력은 단면적 1㎟당 받는 힘이다. 응력 = 하중 ÷ 최초 단면적이며, 하중 100N에 최초 단면적 20㎟이면 100 ÷ 20 = 5N/㎟다. 나누는 값은 인장되어 가늘어진 뒤의 단면적이 아니라 시험 전의 원래 단면적이다.
인장시험으로 알 수 있는 값은 인장강도, 항복점, 연신율, 단면수축률, 탄성계수다. 피로강도는 수없이 반복되는 하중에 견디는 힘이므로 반복하중을 가하는 별도의 피로시험에서 얻는다. 한 번 잡아당겨 파단시키는 인장시험으로는 알 수 없다.
검사법은 하중을 가하는지로 나뉜다. 인장·굽힘·경도·충격·피로 시험은 시험편에 힘을 가하는 기계적 시험이다. 부식 시험은 부식 환경에서의 내식성을 보는 화학적 시험이므로 기계적 시험이 아니다. 시편을 부수는지로도 갈린다. 인장·피로·충격·굽힘 시험은 파괴시험이고, 방사선 투과·초음파·침투·자기 탐상과 누설·외관 시험은 비파괴검사다.
시험기 이름도 함께 익힌다. 샤르피 시험기는 노치 시험편을 진자 해머로 때려 흡수 에너지로 인성을 재는 충격시험기이고, 굽힘 시험은 시험편을 구부려 연성과 결함을 본다. 경도는 브리넬·로크웰·비커스, 피로는 반복하중 장치를 쓴다.
예제
선지 판단은 규제 항목과 계산의 분모에서 갈린다. 인장시험편의 규제요건을 물으면 지름·평행부 길이·표점거리를 기준으로 삼고, 무게를 규제 항목에 넣은 선지는 계산식에 쓰이지 않는 값이라 틀리다. 응력 계산에서는 최초 단면적을 분모로 쓰므로, 변형 뒤 단면적을 넣거나 하중과 면적을 곱한 값을 고르면 어긋난다. 인장시험으로 알 수 없는 값을 물으면 반복하중이 필요한 피로강도를 찾고, 인장강도·연신율·단면수축률은 인장시험의 측정 항목이므로 소거한다. 기계적 시험이 아닌 것을 물으면 부식 시험을 고르고, 비파괴검사만 짝지은 보기에서는 인장·피로·충격이 섞인 짝을 지운다. 샤르피 시험기를 굽힘시험이나 경도시험과 연결한 선지도 기기와 시험의 짝이 틀렸다.
자주 묻는 물음
- 인장시험편에서 규격으로 규제하는 요건은 무엇인가요?
- 시험편의 지름, 평행부의 길이, 표점거리입니다. 이 치수들이 인장강도와 연신율 계산에 직접 쓰입니다. 시험편의 무게는 계산에 쓰이지 않으므로 규제요건이 아닙니다.
- 하중 100N, 최초 단면적 20㎟일 때 응력은 얼마인가요?
- 5N/㎟입니다. 응력 = 하중 ÷ 최초 단면적 = 100N ÷ 20㎟ = 5N/㎟입니다. 분모에는 시험 전의 원래 단면적을 씁니다.
- 인장시험으로 알 수 없는 값은 무엇인가요?
- 피로강도입니다. 피로강도는 반복되는 하중에 견디는 힘이라 반복하중을 가하는 피로시험에서 구합니다. 인장강도·항복점·연신율·단면수축률·탄성계수는 인장시험으로 알 수 있습니다.
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