개념 한 쪽
용접부의 파괴 특성과 기계적 성질을 평가하기 위해 여러 파괴시험을 시행한다는 점을 이해해야 한다. 충격시험은 취성 경향을 평가하고, 인장·굽힘·경도 시험은 기계적 성질을 확인한다는 사실을 기억해야 한다.
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출제기준 단원 「기타시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 인장강도 정의 적용 | 1 | 인장강도의 정의(하중÷단면적)를 물어 응력 개념을 확인 |
| 취성·충격시험 판단 | 1 | 취성 평가에 적절한 시험법을 선택하는지 확인 |
| 용접부 응력 계산 | 1 | 용접부 단면적을 이용한 응력 산출 과정을 묻음 |
파괴시험은 재료나 용접이음이 파괴에 어떻게 반응하는지를 확인하는 시험을 통칭한다는 점을 기억한다. 여기에는 재료가 받는 하중에 대한 저항을 측정하는 기계적 시험이 포함된다. 인장시험은 재료가 끊어질 때까지의 하중을 단면적으로 나눈 인장강도를 제공하고, 굽힘시험은 균열 발생 여부를 확인하며, 경도시험은 재료의 단단함을 평가한다.
취성파괴는 주로 저온, 고속 하중, 응력집중이 결합될 때 발생하기 쉽다는 사실을 이해한다. 취성파괴는 작은 변형으로도 갑작스럽게 파괴가 진행되며 파면이 하중 방향에 수직인 특성이 있다. 고온에서는 연성 파괴가 우세하므로 취성파괴의 발생 가능성은 온도가 낮을수록 높아진다.
충격시험은 취성 여부와 파괴인성을 평가하는데 적합한 시험방법이라는 점을 분명히 한다. 동적 하중에 대한 저항성을 측정하므로 취성 전이 온도나 파괴인성 평가에 핵심 도구로 사용된다. 반면 부식시험은 화학적 성질을 보는 시험이므로 기계적 파괴시험 범주에는 포함되지 않는다.
응력과 강도 계산은 기본 공식으로 접근해야 한다는 점을 강조한다. 인장강도는 최대 인장하중을 단면적으로 나눈 값이며, 응력은 하중을 유효 단면적으로 나누어 구한다. 허용응력은 재료의 인장강도를 안전율로 나누어 산출한다는 공식을 항상 확인한다.
1) 인장응력 계산 예시: 맞대기 용접 이음에서 강판 두께 6mm, 용접부의 길이가 200mm이고 인장력으로 6000kgf를 받는 상황에서 단면적은 6×200=1200mm²이므로 응력은 6000÷1200=5kgf/mm²가 된다. 계산 과정은 '하중 ÷ (두께×길이)' 공식을 적용하여 수행한다.
2) 허용응력 계산 예시: 용착 금속의 인장강도가 40kgf/mm²이고 안전율이 5일 때 허용응력은 40÷5=8kgf/mm²가 된다. 허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값이라는 공식을 그대로 적용한다.
용착 금속의 인장강도를 구하는 옳은 식은?
정답 ① · 문항은 용착 금속의 인장강도를 구하는 올바른 식을 묻고 있다. 인장강도는 단위 면적당 견딜 수 있는 최대 하중, 즉 인장하중을 시험편의 단면적으로 나눈 값으로 정의된다.
인장강도는 재료가 견딜 수 있는 최대 하중을 단면적으로 나눈 값으로 정의됩니다.
용접 후처리에서 노치인성의 설명으로 옳은 것은?
정답 ③ · 문제는 노치인성의 정의로 옳은 것을 고르는 문제이다. 노치인성은 노치로 인한 응력집중, 저온 혹은 충격 하중 등 불리한 조건에서 재료가 파괴되지 않고 견디는 인성 능력을 의미한다.
노치인성은 저온·충격·노치 응력집중 하에서 파괴되지 않고 견디는 재료의 인성 능력을 의미한다.
맞대기 용접 이음에서 강판의 두께 6mm 이고 용접길이 200mm, 인장하중 6000kgf 작용시 용접 이음부에 발생하는 인장응력은 몇 kgf/mm² 인가?
정답 ② · 문제는 맞대기 용접 이음의 단면적과 하중으로부터 인장응력을 계산하는 문제이다. 용접부의 유효 단면적은 두께×용접길이이므로 6mm×200mm=1200mm²가 된다.
인장응력은 하중을 단면적으로 나눈 값이며, 용접부 단면적은 두께×길이로 계산한다.
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