보의처짐실험

소개글

국민대학교 기계자동차공학실험
보의처짐실험 결과레포트입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
2-1 탄성곡선
2-2 모멘트 곡률 관계식
2-3 적분에 의한 기울기 및 변위
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 실험결과 및 고찰
6. 결론
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
일반적인 공학의 응용에 있어서 beam의 설계 및 해석은 매우 중요하다. beam을 이용한 여러 구조물의 설계 시 하중의 종류, 방향에 따라 그 처짐 정도를 아는 것은 회전체의 진동이나 구조물의 안전성의 확보를 위해 매우 중요하며 발생하는 처짐은 그 양이 제한되어야 한다. 본 실험에서는 보의 단면의 도심을 지나는 길이방향 축의 처짐 선도인 탄성곡선(Elastic curve)을 이용한 이론값과 실제 실험을 통한 측정값을 비교해보며 이론의 정당성 여부를 확인해보고 재인식하는데 목적이 있다.

2. 실험원리
2-1 탄성곡선
보의 한 점에서의 기울기나 변위를 구하기 전에 앞서 보의 처짐 형상을 먼저 스케치할 때 이용하며 이후의 계산 결과를 가시화하고 검토하는데 도움을 준다. 보의 부호규약에 의해 양(+)의 내부 모멘트는 보를 아래로 볼록하게, 음(-)의 내부 모멘트는 보를 위로 볼록하게 굽혀지게 한다. 따라서 모멘트 선도를 이용하여 탄성곡선을 쉽게 그릴 수 있다.
2-2 모멘트 곡률 관계식
보의 한 점에서의 내부 모멘트와 탄성곡선의 곡률반경 사이의 관계를 통해 탄성곡선의 기울기와 변위를 구하는 여러 방법을 유도하는 기본을 이해한다. 보의 변형은 내부전단력과 굽힘 모멘트에 의해 발생된다. 만일 보의 길이가 두께보다 큰 경우 최대 변형은 굽힘에 의해 주로 발생되므로 본 실험에서는 굽힘에 의한 변형만을 고려한다.
위의 그림에 나타난 원호의 곡률 반지름은 길이 로 정의하며, 이것은 곡률 중심 에서 까지 거리이다. 이외의 모든 원호에는 수직 변형률이 발생된다.
따라서 중립축으로부터 만큼 떨어진 위치에 있는 원호 에서의 변형률 은 , , 에 의해 다음과 같이 결정된다.
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참고 자료

(1) 재료과학과 공학 - William D. Callister | 박인규 | 시그마프레스 | 2007.02.25
(2) 재료 역학 - 한병기 저 | 전흥재 역 | YOUNG | 2005.02.15