구조재료특성실험-박스빔의 비틀림 및 전단실험

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◆ 전단흐름 (Shear Flow)
오른쪽 그림과 같이 길이 와 A와 B면을 갖는 일부 구조물을 살펴보자. 여기서 shear flow는 로 정의할 수 있고, 이므로 따라서 우리가 측정한 전단 변형률로부터 shear flow 로 계산할 수 있다. 전단흐름은 측정한 strain 과 을 통해 로 구할 수 있으며 G는 로 주어진 값이다. 그러나 앞서 말했듯이 우리 실험기구에 부착된 strain gage에서 구해지는 전단흐름 값은 음수가 되기 때문에 으로 계산했으며 이렇게 구한 값으로 이론값과 비교하였다.

◆ 실험의 의미 - 단일셀과 다중셀의 효율성 비교
이 실험의 궁극적 목표는 단일 셀과 다중 셀 구조의 하중에 대한 효율성 비교이다. 각 셀에서의 전단흐름과 비틀림률의 비교를 위해 다음의 두 개 그래프를 그려보았다. 각 셀의 전단흐름 그래프는 모든 셀에서 이론값과 가장 가까운 값을 보인 Gage A 값을 사용하였다.

1. Data & Results`의 그래프를 보면 전단흐름과 비틀림률 모두 1 cell일 때 기울기가 가장 가파른 것을 볼 수 있는데, 이는 하중에 정비례하는 비틀림 율이 증가함에 따른 전단흐름의 증가가 1 cell일 때 가장 크다는 것을 말한다. 즉 동일한 단면적에 대해 다중 셀이 보다 완만한 shear flow를 가짐으로써 구조물의 안정성에 기여하는 것으로 파악할 수 있겠다. 이를 통해, 같은 하중에서, 다중 셀 구조가 더 작은 전단 응력이 분포함으로 인해서 더 안정함을 알 수 있다.

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