좌굴(Buckling) 시험 (항공구조실험)

소개글

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목차

1. 실험 목표

2. 이론적 배경
2.1. 좌굴(Buckling)
2.2. 단순지지(Pinned-Pinned) 기둥의 좌굴
2.3. 유효길이와 기타 지지 조건에서의 좌굴
2.4. 임계 응력과 세장비(Slenderness ratio)

3. 실험 방법
3.1. 실험 과정
3.2. 이론적 예상 결과

4. 결과 분석
4.1. 실험 결과
4.2. 임계 하중 분석
4.2.1. 세장비에 따른 임계 하중
4.2.2. 오차 원인
4.3. 처짐(Deflection) 분석

5. 결론

6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목표
단순 지지된 원형 봉에 축 방향으로 압축력을 가할 때 구조적 불안정성의 대표적인 현상인 기둥의 좌굴이 발생하는 것을 확인하고 이론값과 비교한다.

2. 이론적 배경
2.1. 좌굴(Buckling)
축 방향으로 압축력을 전달하는 가늘고 긴 부재를 기둥(Column)이라고 한다. 기둥이 압축력에 의해 압축강도에 도달하기 전 하중의 가로 방향으로 변위가 발생하다 굽힘이 일어나게 되는데 이것을 좌굴(Buckling)이라고 한다. 이때의 하중을 임계좌굴하중..

<중 략>

2.2. 단순지지(Pinned-Pinned) 기둥의 좌굴
다음 몇 가지 가정이 성립되는 기둥을 이상 기둥(ideal column)이라 하며 이때의 좌굴을 오일러 좌굴(Euler Buckling), 임계 좌굴 하중을 오일러 하중(Euler Load)이라 한다[1].
1) 재질이 균일하고 등방성이다.
2) 하중이 단면의 도심을 통과한다.
3) 완전히 곧은(perfectly straight) 탄성 재료이다. 즉, 축 하중의 편심이 없다.
4) 기둥에 결함(imperfection)이 없다.
5) 단면이 길이에 걸쳐 균일하다.

<중 략>

3. 실험 방법
3.1. 실험 과정
① 양 끝이 뾰족하게 다듬어진 알루미늄 시편의 지름 d 및 길이 L 측정한다. 끝의 뾰족한 부분은 단순 지지의 영역이므로 여기서 길이 L은 [Fig2]와 같이 유효길이 Le를 측정한다.
② 먼저 6mm 지름의 시편을 만능시험기의 좌굴실험 치구에 단순지지로 장착한다. 이때, 시편을 느슨하게 설치하거나 지나치게 하중을 주어 설치하지 않는다.
③ 만능시험기의 Displacement Control 방식으로 시편에 압축 하중을 가한다. (0.5mm/min)
④ 만능시험기에서 최대 하중을 측정하고 급격히 하중이 감소하면 실험을 중단한다.
⑤ 같은 방법으로 9mm 지름의 시편으로 반복 수행한다.

참고 자료

"WIKIPEDIA", Euler's critical load https://en.wikipedia.org/wiki/Euler's_critical_load 2020.11.18
"중앙대학교 기계공학부 고체역학 및 연습 강의록", 제11장:기둥, 18page https://cfile219.uf.daum.net/, 2020.11.19