[재료역학실험]보/빔에서의 처짐

소개글

실험 내용은 다음과 같습니다.
실험 1 -외팔보의 처짐
실험 2 - 단순 지지보의 하중 - 변위 상관도
실험 3 - 단순보의 지간과 처짐 상관관계
실험 4 - 처짐의 형상과 곡률 반경의 측정
실험 5 - 보의 강성 별 모멘트와 곡률의 상관관계 측정

목차

없음

본문내용

1. 실험 목적

가. 3종의 강성이 다른 보(알루미늄, 황동, 강재) 모형의 처짐 실험을 실시한다. 하중 처짐의 상관관계 등을 통하여 보의 처짐 이론을 이해한다.

2. 실험 이론 및 원리

가. 실험 요약

보에 작용하는 하중에 의하여 처짐이 발생한다. 단순보에 작용하는 하중의 크기와 위치, 그리고 보의 형태에 따라 처짐의 정도가 달라질 것이다. 실험을 하면서 처짐에 대하여 기초적인 지식을 쌓을수 있을 것이다. 처짐은 중요하다고 생각한다. 구조물의 안정성에도 영향을 줄 것이다.

비싼 장비를 이용하여 임의의 하중을 재하하여 실제로 예상되는 값이 나오는지 직접 확인하고 계산할 수 있는 좋은 기회가 되는 실험이 될 것이다.

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 측정값으로 비교해보며 이론의 정당성 여부를 확인해보고 재인식하는데 목적이 있다.

나. 보의처짐 공식 유도
1) 보의 처짐 공식 : v`=` {P} over {6EI} (-x ^{3} +3L ^{2} x-2L ^{3} )내부 모멘트 M은 보 요소의 변형시킬 때 단면사이의 각은 dθ가 된다. 원호 dx는 각 단면에 대한 중립축을 자르는 탄성곡선의 일부분을 나타낸다. 이 원호의 곡률반경 ρ은 곡률 중심 O′에서 ds까지의 거리 ρ로 정의 된다. dx를 제외한 요소의 모든 원호에는 수직 변형률이 발생된다. 그림 1 내부 변형 도식

{1} over {rho } =- {epsilon } over {y}균질이고선형 탄성 거동을 한다면 ε=σ/E이며, 굽힘공식 σ=-My/I을 적용 하면 다음 식을 얻는다

참고 자료

구조해석, pearson 출판사, Hibbeler 저
재료역학, pearson 출판사, bedford 저