기계실험-외팔보의 충격 흡수 연구(스트레인게이지 이용)

소개글

만점짜리 실험보고서 입니다. 해당 과목 수강당시 보고서 6개중에서 5개를 만점받고 하나만 3점 감점을 받았었습니다. (논문이 아닌 실험 보고서입니다.)

- 실험이라는것이 매번 할때마다 결과가 틀리고 포커스를 맞춰야할 부분이 달라지는 점 꼭 염두해 두시고 베끼기보다는 참고용으로 사용하시길 추천드립니다. 교수님들은 학부생을 몇십년 상대해오신 분들이라 다 아십니다.

- 개인적인 참고자료만 허용하며 개인적인 배포를 절대 금지합니다! 본문의 그림은 대부분 직접 제작한 그림입니다.

목차

1. 연구목적
2. 연구내용
3. 연구 장치 및 방법
4. 연구 결과 및 고찰
5. 결론

참고자료

본문내용

1. 연구목적
연구자들은 살면서 여러 가지의 충격 하중을 경험하거나 또는 관찰 할 수 있었다. 망치로 못이나 말뚝을 박을 때, 공압 해머로 콘크리트를 부술 때, 자동차가 충동 할 때, 화물 상자를 떨어뜨릴 때, 충격기구를 사용하여 건물을 허물 때, 그리고 바퀴가 구덩이에 빠질 때 등 여러 가지 충돌이 세상에 존재하고 있다[1].
충격 하중은 정도에 따라 세 가지 형태로 분류가 가능하다. 우선 크기는 일정하지만 빠른 속도로 움직이는 하중이 있으며 이는 자동차가 교량을 통과하며 가하는 하중을 예로 들 수 있다. 다음으로 급작스럽게 가해지는 하중이 있고 이는 폭발 하중 또는 엔진 내의 연소 시 발생하는 하중으로 예를 생각하면 된다. 마지막으로 직접 충격 하중으로 말뚝을 박는 파일드라이버, 낙하단조, 차량충돌 등이 이에 대한 예시들이다. 본 연구에서는 직접 충격 하중을 이용해 연구를 진행하며 이때 질량을 자유낙하 하도록 한다.
일상생활에서 움직이는 물체들은 모두 충격에 노출되어 있다. 따라서 만일의 경우에 발생하는 충격에 대비해 시스템의 충격흡수 능력을 높이는 우수한 재료들을 사용하여 구조물의 충격 흡수능력을 높여주고 있다. 본 연구에서도 물체의 충격 현상에 대해 이론적으로 분석을 이해하고 이를 실제 연구에 적용하여 재료에 따른 충격흡수 능력을 탐구한다.
실제로 충격을 줄이기 위한 시스템들이 많은 설계에 고려되는데 예를 들어 자동차의 경우 충격 흡수를 위하여 1차로 범퍼를 적절하게 설계하며 2차로 본넷을 적절하게 설계하여 준다. 이와 같은 설계를 위해 연구자들은 충격 흡수 연구를 시행할 필요가 있으며 본 연구에서는 서로 다른 재료의 충격 흡수능력을 비교분석 하도록 한다. 다만 본 연구에서는 충격 흡수를 위한 구조는 고려하지 않는다.

2. 연구내용
연구에 앞서 연구자들은 우선 충격을 주기 위한 연구장치에 대해 분석할 필요가 있다. Fig1과 Fig2는 충격 흡수 연구 장치의 형태를 보여주며 추가 충격 흡수용 패드와 끝 단에 질량(m)이 부착되고 한쪽이 고정된 외팔보의 끝 단을 가격하게 된다.

참고 자료

Robert C Juvinall, Kurt M. Marshek, 기계 요소 설계, WILEY, 2002, PP267-267