응력 집중 시험

목차

1. 응력집중현상 설명
2. 응력집중현상 사례조사
3. 실험방법
4. 실험결과 분석
5. 유한요소해석을 통한 결과분석
6. 결과 및 고찰

본문내용

응력 집중
흔히 재료에 대한 기본 응력방정식을 유도함에 있어서는 기하하적인 형상 변화를 가정하지만 실제 모든 부품들은 그 결합과정이나 용도에 따라 공구자국(tool mark), 구멍(hole), 노치 (notch), 홈(groove), 접촉(thread) 등 다양한 종류의 불연속부가 존재할 수 밖에 없다.
이러한 불연속부는 이웃한 영역의 응력분포를 변화시키기 때문에 기본적인 응력방정식으로는 나타낼수 없다. 이러한 불연속부를 응력상승부라고 하며 이부분을 응력집중 영역이라고 한다.
응력선(stress trajectory)은 구멍 주변을 제외하고 모든곳에서 일정하지만 구멍주변에서는 휘어져야만 한다. 그래서 구멍을 지나가야 되는 응력선들이 구멍주변으로 밀려나면서 주변에 응력선의 밀도가 높아짐으로 응력집중이 생김을 확인할수 있다. 그리고 구멍이 아닌 다른부분에서는 다시 균일해짐을 볼수 있다.

<중 략>

혹시나 하는 계산오차가 있을 수 있음을 감안해 우리와 실험 조건(추의 개수)이 매우 유사한 다른 조와 비교해 보았다. 하지만 실험적 공칭변형률을 구하는 함수에서 변수로 작용되는 변형률 값과 각각의 X의 위치가 거의 유사하고 동일한 계산과정을 거침에도 불구하고 확연히 다른 값이 산출되었다.
이렇게 눈에 띄는 오차의 원인은 다음과 같이 예상된다.
우선 첫 번째로 흠의 영향이다. 3개의 Strain gage를 부착할 때 첫 번째 Strain gage에서 순간접착제의 양도 많은데다가 전선을 납땜하는 Strain gage의 접지 부분이 납땜 후에 떨어져 새로 부착해야 하는 상황이 있었는데 새로 부착하려니 시편에 눌러 붙어있는 순간접착제의 양이 너무 많아 긁어내야만 했다. 이를 긁어내는 과정에서 순간접착제의 두께 이상으로 파내면서 시편에 흠이 생겨 이 부분에서도 응력집중이 유발되어 이론적 공칭변형률과의 차이가 발생된 듯하다. 두 번째로는 위에서도 언급된 순간접착제의 양이다. 컨트롤이 미숙한 탓에 순간접착제가 시편위로 많이 분사 되었는대 이 때문에 순간접착제에 의한 인장력이 시편에도 적용되어 실험 측정과정에서 충분한 오차를 유발할 수 있다.

참고 자료

없음