인장 및 압축 테스트는 재료의 품질을 확인하기 위한 필수 절차입니다. 이를 통해 재료에 대한 많은 매개변수를 파악할 수 있습니다. 재료 테스트와 관련하여 인장 테스트와 압축 테스트에 대해 많은 사람들이 논쟁을 벌이는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 이 두 가지 테스트 방법은 서로 다릅니다.
인장 테스트는 주로 소재가 당기고 늘어나는 것을 견딜 수 있는지에 대한 테스트입니다. 압축 테스트는 재료를 압축하여 그 특성을 확인하는 것입니다. 이러한 테스트는 특정 기계를 사용하여 수행됩니다. 이 글에서는 인장 테스트와 압축 테스트의 주요 차이점에 대해 설명합니다.
인장 및 압축 테스트의 기본 요약
인장 및 압축 테스트는 어느 정도 비슷합니다. 서로 다른 수준의 하중이나 스트레스에 재료를 노출시키기 때문입니다. 그러나 인장 테스트에는 재료를 당기고 늘리는 작업이 포함됩니다. 재료가 영구적으로 변형되기 전에 견딜 수 있는 최대 힘을 아는 것이 도움이 됩니다. 반면에 압축 테스트는 주로 재료를 압축하는 데 중점을 둡니다.
이 테스트에서 소재는 광범위한 힘이나 스트레스에 노출됩니다. 흥미롭게도 이 힘은 당기는 것이 아니라 밀고, 쥐어짜고, 누르는 힘입니다. 실제 환경에서 스트레스를 받았을 때 소재가 어떻게 작동하는지 이해하는 데 도움이 됩니다. 이 테스트를 통해 다음 파라미터의 정확한 값을 알 수 있습니다:
- 신장
- 수율 강도
- 골절 지점
- 넥킹 동작
- 압축 강도
연신율은 모든 재료의 탄성을 나타냅니다. 항복 강도는 재료가 영구적으로 변형되기 시작하는 지점을 파악하는 데 도움이 됩니다. 압축 강도는 재료가 부러지지 않고 견딜 수 있는 최대 힘을 나타냅니다. 이 테스트는 재료의 최대 강도를 결정하는 데 도움이 되며, 그 이후에는 더 이상의 응력을 견디지 못합니다.
그리고 인장 시험기 와 압축 기계가 각각 재료를 당기고 압축합니다. 테스터(기계)는 점차적으로 힘(응력)을 증가시킵니다. 작업자는 재료의 거동을 기록합니다. 테스터는 응력-변형률 그래프도 표시합니다. 이는 재료가 영구적으로 변형되기 시작하여 파손되는 시점을 알려줍니다. 작업자는 이 테스트 중에 다양한 매개 변수를 기록합니다.
엔지니어는 다양한 제품을 생산하기 위해 재료를 사용하기 전에 이러한 매개변수가 필요합니다. 예를 들어, 압축 테스트는 교량과 건물에 사용되는 재료의 품질을 평가하는 데 사용됩니다. 엔지니어는 연신율, 압축 강도 및 기타 파라미터를 알 수 없는 재료는 사용하지 않습니다.
인장 테스트와 압축 테스트의 차이점
인장 및 압축 테스트는 모두 다양한 매개변수를 파악하는 데 도움이 됩니다. 다양한 스트레스 수준에 노출되었을 때 재료가 어떻게 작동하는지를 설명합니다. 이러한 방식으로 우리는 구조에 안전한 응력을 노출하여 사용할 수 있습니다. 그러나 인장 시험과 압축 시험은 서로 다릅니다. 두 가지 주요 차이점에 대해 자세히 알아보겠습니다.
1- 가해지는 힘의 방향
인장 테스트와 압축 테스트는 가해지는 힘의 방향이 다릅니다. 인장 테스트는 바깥쪽으로 힘을 가하는 방식입니다. 반면에 압축 테스트는 안쪽으로 힘을 가하는 방식으로 이루어집니다. 아시다시피 인장 시험기는 재료를 양쪽 끝으로 당깁니다. 힘의 방향은 바깥쪽으로 향합니다. 압축 테스트 기계는 힘을 안쪽 또는 안쪽으로 가합니다. 재료에 응력을 가하고 그 거동을 확인합니다. 따라서 가해지는 힘은 재료를 향해 유지됩니다.
2- 스트레스 발생 유형
인장 및 압축 테스트는 두 가지 유형의 응력을 처리합니다. 인장 테스트는 인장 응력을 생성합니다. 반면에 압축 테스트는 재료를 압축 응력에 노출시킵니다. 재료를 압축하는 것에 더 가깝습니다.
인장 응력은 소재를 늘리고 탄성을 확인합니다. 간단히 말해, 이 응력은 재료를 길게 만듭니다. 재료의 입자는 더 많은 공간을 차지하고 서로 더 멀리 떨어져 움직입니다. 압축 응력은 재료를 밀고, 누르고, 짧게 만듭니다. 이러한 경우 재료 입자는 압축 응력 또는 힘으로 인해 서로 매우 가까워집니다.
3- 장비 설정
인장 테스트는 만능시험기 (UTM). 두 개의 그립이 함께 제공됩니다. 재료 또는 시편은 이 두 그립 사이에 고정됩니다. 작업자는 정확한 판독을 위해 정렬을 확인합니다. 기계의 양쪽 그립이 시편을 잡아당겨 응력을 가합니다. 그런 다음 작업자는 응력과 재료의 거동을 기록합니다.
이 기계는 응력-변형 그래프도 기록하는데, 이는 매우 유용합니다. 이를 통해 재료가 뚜렷한 거동을 보이는 다양한 지점을 파악할 수 있습니다. 반면에 압축 시험기에는 평평한 판이 함께 제공됩니다. 시편은 이 두 플레이트 사이에 기계에 배치됩니다. 플레이트는 힘을 가하여 재료를 압축합니다.
4- 변형 동작
앞서 말했듯이 인장 시험은 힘을 가하여 재료를 늘리는 것입니다. 따라서 재료는 늘어날수록 얇아집니다. 응력이 증가함에 따라 점점 더 얇아집니다. 재료가 네킹이 발생하는 시점이 있을 것입니다.
이 단계에서는 재료의 단면적이 깨지기 쉽습니다. 재료의 다른 부분은 그 목보다 작을 것입니다. 압축 테스트는 재료를 압축하기 위해 힘을 가합니다. 결과적으로 재료가 짧아지고 크기가 줄어듭니다. 재료가 부서지기 쉬운 경우 깨지거나 부서질 수도 있습니다.
5- 측정된 재료 속성
위에서 언급했듯이 두 가지 테스트 방법은 서로 다른 매개변수를 파악하는 데 도움이 됩니다. 그러나 각 테스트는 재료에 대해 서로 다른 매개변수를 제공합니다. 인장 테스트에는 다음 매개변수에 대한 정보가 포함됩니다:
- 수율 강도
- 골절 지점
- 넥킹 동작
- 연신율(연성)
- 최대 인장 강도(UTS)
- 영의 계수(탄성 계수)
이러한 모든 매개변수는 소재의 신축성과 관련이 있습니다. 반면에 압축 테스트는 몇 가지 파라미터도 제공합니다. 이러한 매개변수는 주로 밀기, 압축 및 압착과 관련이 있습니다. 다음은 이러한 주요 매개변수 목록입니다.
- 압축 강도
- 압축 시 탄성 한계
- 변형, 단축 및 분쇄
- 젊은 탄성 계수(압축 시)
항복 강도와 압축 강도는 서로 다른 거동에 대해 같은 의미라는 점을 기억하세요. 항복 강도는 재료가 영구적으로 변형되기 전에 견디는 재료의 힘입니다. 마찬가지로 압축 강도는 재료가 부서지거나 파손되기 전에 받는 최대 응력 또는 힘입니다.
6- 일반적으로 테스트된 자료
두 테스트는 테스트하는 재료가 다릅니다. 인장 시험은 일반적으로 늘어나는 경향이 있는 재료에 적합합니다. 이러한 재료는 일반적으로 스트레스를 받으면 팽창하고 크기가 커집니다. 이러한 재료의 예로는 플라스틱, 폴리에스테르, 고무, 금속(예: 강철) 등이 있습니다. 반면에 압축 테스트는 이러한 재료를 테스트하지 않습니다.
대신 부서지기 쉬운 재료를 테스트합니다. 즉, 이러한 취성은 극심한 하중을 받으면 부서질 수 있습니다. 이러한 재료의 예로는 세라믹, 콘크리트, 벽돌, 목재 등이 있습니다. 이러한 재료는 힘을 가해도 늘어나지 않습니다. 대신 한계를 초과하는 하중으로 인해 균열이 생기고 파손될 가능성이 높습니다.
7- 넥킹의 존재
네킹은 인장 테스트에서 흔히 볼 수 있는 현상입니다. 아시다시피 연성 소재는 잡아당기면 팽창하고 늘어납니다. 계속 당기면 재료는 최종 인장 강도에 도달하게 됩니다. 이 단계가 지나면 재료의 목이 꺾이는 것을 볼 수 있습니다. 재료의 일부가 나머지 부분보다 얇아집니다. 이 부분은 계속 당기면 점점 더 얇아집니다.
재료의 이 얇은 부분을 목이라고 합니다. 일반적으로 이 얇은 부분(넥)에서 재료가 끊어집니다. 압축 테스트에서 재료는 당기는 것이 아니라 압축을 받습니다. 따라서 재료가 밀리고 재료에 넥킹이 발생하지 않습니다. 이러한 넥킹은 금속 및 플라스틱과 같은 많은 연성 소재에서만 일반적입니다.
8- 테스트 설정의 비용 및 복잡성
인장 테스트는 일반적으로 다른 테스트에 비해 비용이 많이 들고 복잡합니다. 그 이유는 인장 테스트 기계가 비싸기 때문입니다. 또한 이러한 기계에는 고정 장치 역할을 하는 그립이 필요합니다. 그립은 양쪽 끝에서 재료를 잡고 당기는 역할을 합니다. 인장 강도 확인.
재료가 이러한 고정 장치 사이에 정렬되지 않으면 이 테스트는 정확한 결과를 제공하지 못합니다. 인장 시험기는 또한 신장계를 사용하여 재료의 신장을 측정합니다. 이러한 모든 측면으로 인해 인장 테스트는 복잡하고 사용자 친화적이지 않은 프로세스가 됩니다.
반대로 압축 테스트는 간단합니다. 이 테스트에 사용되는 기계에는 두 개의 플레이트가 있습니다. 재료는 이 플레이트 사이에 놓입니다. 그런 다음 플레이트가 양쪽에서 재료를 압축하고 응력 하에서 거동을 확인합니다. 또한 이 기계는 저렴하기 때문에 이 테스트는 비용 효율적입니다.
자주 묻는 질문
인장은 압축과 같은 의미인가요?
아니요. 인장은 재료의 탄성을 의미합니다. 인장 시험은 재료가 장력을 받았을 때 얼마나 탄성이 있는지 확인합니다. 압축은 재료를 압착하거나 밀어내는 과정을 말합니다. 이 테스트는 재료를 압축하여 그 거동을 확인합니다.
인장 강도와 압축 강도의 차이점은 무엇인가요?
인장 강도는 재료가 견딜 수 있는 최대 응력(당기는 힘)을 나타냅니다. 이 시점이 지나면 소재는 영구적으로 변형됩니다. 반대로 압축 강도는 재료가 견딜 수 있는 최대 밀거나 누르는 응력입니다. 압축 강도를 초과하면 재료가 갈라지고 부서집니다.
동일한 장비로 인장 테스트와 압축 테스트를 모두 수행할 수 있나요?
예, 최신 범용 테스트 기계(UTM)에는 그립과 플레이트가 모두 포함되어 있습니다. 그립은 인장 테스트를 수행하는 데 도움이 됩니다. 반면에 이러한 기계에 있는 플레이트는 압축 테스트를 실행하는 데 도움이 됩니다. 이전에는 이러한 테스트를 위해 두 가지 다른 기계에 의존했습니다.
결론
압축 및 인장 테스트는 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 서로 다르며 다양한 유형의 재료를 테스트하는 데 사용됩니다. 그러나 두 테스트의 중요성은 동일하며 엔지니어는 의사 결정에 있어 두 테스트를 필수적으로 고려합니다.
엔지니어는 재료의 강도와 기능을 파악한 후에만 재료를 선택한다는 점을 기억하세요. 이 글에서는 이러한 테스트 간의 8가지 주요 차이점에 대해 설명했습니다. 인장 테스트에는 재료를 잡아당기고 늘리는 과정이 포함됩니다. 압축 테스트는 재료에 압력을 가하고 응력 하에서 재료의 거동을 관찰하는 것으로 구성됩니다.