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기계공학344

크리프(creep) 1 크리프의 정의 1) 크리프(Creep) ① 정의 - 소재에 일정한 하중이 가해진 상태에서 시간의 경과함에 따라 소재의 변형이 계속되는거나 심화되는 현상. - 재료가 고온(일정온도)에 장시간 노출되어 일정한 하중을 받는 경우, 항복점 이하의 응력에서도 시간경과에 따라 변화 또는 파괴되는 현상. - 일정한 응력하에서의 변형률의 증가로 정의할 수 있음. ② 특징 - 재료가 0.4~0.5Tm(Tm : 융점) 이상의 온도에서 하중을 받으면 원자의 확산 효과에 의해 전위나 공공의 이동이 증가하기 때문에 재료의 강도는 일반적으로 온도만이 아니라 시간에도 의존한다. ▶ 이 온도역을 크리프역이라고 함 - 노치가 있는 재료의 경우 크리프 강도는 변화한다 * 노치 선단에 응력집중이 생기면 크리프 변형이 촉진되어 크리프 .. 2020. 11. 12.
소음 및 진동 1 진동 1) 진동의 정의 ① 진동(Vibration) - 물질의 위치등 어떠한 물리량이 하나의 일정한 규칙에 따라 변동하는 현상 - 진동의 진폭은 변위, 속도, 가속도로 표현되며 진동하는 물체 또는 평가를 위한 대상에 따라 달리 적용됨 ② 진동의 종류 - 자유진동 : 외력이 제거되어 아무런 외력이 작용하지 않을 경우 발생하는 진동 특성. 임의의 계의 고유진동수와 모드형상으로 진동하는 것을 의미함. - 강제진동 : 주기적 또는 간헐적인 외력이 계에 작용될 때 발생 - 자려진동 : 일반적으로 진동계는 외부로부터 가진이 있어 진동을 하게되나 외부의 가진이 없어도 진동이 유발되는 현상을 자려진동이라 함. 스퀼소음을 일으키는 마찰기인 진동, 기어 구동계에서 맞물림 강성 변화에 의한 화인진동, 무게 중심 변화에 .. 2020. 11. 11.
피로파괴(Fatigue) 1 피로파괴 1) 피로파괴의 정의 ① 피로 : 반복되는 응력과 변형하에서 균열의 발생과 전파로 일어나는 파손의 형태 ② 피로파괴 - 재료에 허용 정하중보다 작은 값이라 하더라도 반복하중이나 변동하중이 장기간에 걸쳐 작용하여 파괴되는 현상 - 재료 내부에 피로가 발생하고 미세균열등이 발생하여 점차 진행하여 마침내 파단됨 - 일반적인 하중의 파단응력보다 훨씬 작은 탄성영역에서도 발생하는 취성파괴의 한 형태 ③ 피로 파단면 - 피로 파괴면은 균열이 균열면을 따라 전파할 때 반복하중에 의한 균열면 여닫힘에 따른 평활한 마찰면과 어느정도 균열이 전파된 후 단면이 하중을 더이상 지탱할 수 없을때 단인 인장하중으로 파괴를 일으킨 거친영역으로 구성된다. - 평활한 마찰면에는 파괴 시작점으로부터 내부로 진행하는 일련의 .. 2020. 11. 10.
양정(NPSH) 1 NPSH의 개요 1) NPSH의 정의 - 유효흡입양정(NPSH : Net Positive Suction Head)은 펌프의 공동화현상(cavitation)의 발생가능성을 점검하는 척도이다. - 차이가 클수록 펌프가 더 작동을 잘하는것이 아닌 펌프를 동작하기 위한 최소한의 필요 대기압의 조건을 의미하며, 펌프의 환경조건에 대한 여유값이다. - 펌프는 대기압과 펌프의 기계적인동작으로 유체를 이송하는데, 흡입부의 대기압 및 부가요소는 작동조건을 지배하며 NPSHa와 NPSHr 두가지 인자로 판단할 수 있다. 2) NPSH 요소의 의미 ① NPSHr(required 필요흡입수두) - 회전차 입구 부근까지 유입되는 액체는 회전차에서 가압되기 전에 일시적인 압력강하가 발생하는데 이에 해당하는 수두를 말한다. -.. 2020. 11. 9.
위험속도와 오일휩(oil whip) 1 위험속도 1) 정의 - 축위험속도 : 축의 처짐 또는 비틀림의 변형주기가 축의 처짐 또는 비틀림 고유 진동수와 일치하거나, 그차이가 극히 작을경우 공진이 발생하는데, 공진에 의한 진동현상은 점진적으로 증대되다가 축의 탄성한도를 넘어서면 파괴됨 2) 방지방법 - 축의 고유진동수를 피해서 운전한다. 2 오일휩(oil whip) 1) 오일휩의 정의 - 위험속도 이상의 조건에서 이상진동에 의해 손상이 발생하는 것. - 미끄럼 베어링을 이용한 고속 회전기계에 많이 발생. - 고속회전축이 유막작용에 의해 극심한 횡진동(휨진동)을 발생하는것. 2) 오일휩의 원인 - Misalignment - 운전조건 이상 3) 오일휩의 특징 - 오일휩이 발생하는 시작속도는 위험속도의 2배(축의 위험속도의 2배이상). - 오일휩이.. 2020. 11. 6.
수격현상(water hammering) 1 수격현상의 정의 1) 수격작용 ① 정의 - 유로 단면적의 급격한 변화나 흐름의 변화에 의해 압력파가 발생하여 소음과 충격을 일으키는 현상 ② 현상 - 장거리 수송배관으로 액체 이송시 정전 등 펌프의 운전이 갑자기 멈춘경우 송수관 내 액체는 관성력에 의해 흐름방향 운동성을 가지지만 펌프 송출부의 액체는 흐름이 약해져 멈추려함 - 이에 따라 펌프의 와류실에는 압력강하가 발생하고 펌프송출구로부터 와류실에 역류가 발생하여 급격한 압력강하와 상승이 반복하여 발생 - 유체의 운동에너지가 압력에너지로 변하여 압력변화가 압축파의 전파속도로 전달됨 2) 수격작용의 영향 ① 파손 손상 - 압력상승에 의한 펌프, 밸브, 배관의 파손. - 공동으로 수주분리현상이 발생하여 배관에 좌굴이 발생하거나 수주가 재결합할때 높은 압.. 2020. 11. 5.
캐비테이션(cavitation) 1 캐비테이션(cavitation) 의 정의 - 캐비테이션은 공동현상이라고도 불림 - 국소 압력이 강하하여 액체에서 공기가 분리되는 현상 - 기포가 다시 고압으로 붕괴될때 충격파를 발생함. 소음과 진동이 발생하고 깃에 손상을 야기함 2 캐비테이션의 원인 및 영향 1) 캐비테이션의 발생원인 - 흐르는 유체에서 임의 지점의 정압이 해당 유체의 포화증기압보다 낮아질 때 기포가 발생하고 다시 기포가 압역에 의해 상쇄될때 충격파가 발생한다. * 고속유체의 경우 단열상태로 압력이 강하되는데, 이때 포화증기압보다 낮아져서 보다 비등됨(증기발생) * 유체 유온 대비 포화증기압의 강하시 발생 * 온도가 높은상태에서(포화온도 이하) 관의 수축부를 통과할때 압력강하가 발생하여 포화 2) 캐비테이션의 영향 - 소음진동 : 발.. 2020. 11. 4.
철의 합금(철의 5대 합금 원소) 1 개요 1) 합금 - 철은 다른 금속을 첨가함으로 물리적인 성질을 변화시킬 수 있다. - 일부 금속은 철의 성질을 저해할 수 있어서 법적으로 함유량을 규제하기도 한다. - 함유되는 합금속의 종류에 따라 그 쓰임도 달라지게 되며 재료의 가격도 달라지게 된다. 2) 5대 원소 - 강에 주요하게 사용되는 5대 원소는 C, Si, P, S, Mn이 해당된다. - 그외 성질 개선을 위해 Cu, Al, Cr, Ni, Mo, V등을 합금재료로 사용한다. 2 철합금의 5대 원소 1) 탄소 C - 탄소량이 증가하면 항복점, 인장강도, 경도는 증가되지만 신율, 수축율, 연성은 감소한다. - 구조용강재를 제조할때 C의 함량은 0.1~0.23 이내에서 사용한다. 2) 규소 Si - 기계적 성질은 대체로 강하나 취약해진다. .. 2020. 11. 3.
금속재료 개론 #2 1 상태변화 - 물질의 상태는 온도와 압력에 따라 변한다. - 대기압 상태에서는 압력의 영향을 무시하고 오직 온도에 따라 상태가 변하는 것으로 간주해도 무방한다. 2 2성분계 상태도 - 고체 상태의 순철은 온도에 다라 ‘α-Fe’, ‘γ-Fe’ ‘δ-Fe’을 철의 ‘동소체’라고 한다. - 상태가 변하는 현상을 변태라고하며 온도에 따라 α-γ-δ로 변하는 것을 동소변태라고 한다. * 온도에 따라 동소 변태가 일어나는 이유는 금속원자들을 결합하고 있는 전자의 분포상태가 온도에 따라 변하기 때문이다. * A1 : 723도 / A2 : 770 / A3 : 912 / A4 : 1493 - 매우 천천히 냉각하면 원자들이 충분히 이동하면서 온도에 알맞은 상태로 정상적으로 동소변태한다. 그러나 급격하게 냉각하면 변태가.. 2020. 11. 2.