구조역학실험_Bending Test

소개글

구조역학실험_Bending Test입니다. 굽힘이론, 3점굽힘,4점굽힘, 지그, 시편 굽힘시험에대한 자세한정리가 되어있습니다. A+받은 자료입니다.

목차

1.실험목적 4
2.실험관련이론 4
2.1 굽힘 시험이란? 4
2.2 하중의 종류 4
2.2.1응력 5
2.2.2 변형 5
2.2.3 변형률 6
2.3 굽힘거동 6
2.4 Symmetric Bending 7
2.4.1 중립면, 처짐곡선, 중립축 7
2.5 순수 굽힘, 비균일 굽힘 8
2.6 Curvature 9
2.7 순수굽힘을 받는 보의 변형특성 10
2.8 Kinematic Assumptions of Bernoulli - Euler Beam Theory 11
2.9 Strain-Displacement Analysis ; Longitudinal Strain 11
2.9.1 변형률 - 변위 관계식 12
2.10 Normal Stresses in Beams (Linear Elastic Materials) 12
2.10.1 Location of Neutral Axis 13
2.10.2 Moment-Curvature Relationship; Flexure Formula 13 - 14
2.11 Design of Beams for Bending Stresses 14
2.11.1 Design of Beams for Bending Stresses 15
2.12 Elastoplastic Bending 15 - 17
2.13 Moment - Curvature Formulas 17 - 18
2.13.1 Moment - Curvature Formulas for the rectangular beam 19

2.14 처짐선의 미분 방정식 20
2.14.1 곡률의 정의와 처짐선의 기울기 20 - 21
2.14.2 Moment-Curvature Equation 21
2.15 3-point bending test and 4-point bending test 22 - 23
2.16 표면굽힘, 후면굽힘, 측면굽힘 24
2.17 0.2% offset method 24 - 25
2.17.1 0.2% 오프셋 항복강도(0.2% offset yield strength) 25
3.실험장비 26
3.1 UTM (Universal Testing Machine, 만능 재료 시험기) 26 - 27
3.2 시편 27
3.2.1 시편준비 28
3.3 Test Jig 28
3.4 굽힘시험 jig의 규격과 굽힘시험편의 규격 29
4.실험방법 및 순서 30
4.1 실험 측정 방법 30
4.2 실험 순서 31
5.실험결과 22
5.1 탄성구간 32
5.2 탄성계수 33 - 34
5.3 최대 굽힘 하중 35
5.4 최대 굽힘 강도 35 - 36
6.결론 및 고찰 36-40
7.참고문헌 41

본문내용

1. 실험 목적
굽힘 시험의 목적은 임의의 하중을 부재, 구조물 등에 가했을 때 단면에 발생하는 변형량을 측정하여 응력의 크기, 분포, 변동상태 및 방향을 예상하고 확인함으로써 부재나 구조물의 결함의 유무 및 가장 위험한 단면을 가려 구조물의 안전한 설계를 하는데 있다.
2. 실험 관련 이론
중략..

이번 실험은 재료역학에 기본적이 이론이 필요하였고 UTM(Universal Testing Machine)의 사용 방법과 Tecplot을 사용하여 데이터 읽는 방법을 배울 수 있어서 좋은 시간이 된 것 같다.

이번 실험에서는 실제 이론값을 모르는 상태에서 실험을 하여서 오차를 확인 할 수 없었지만 굽힘실험에서 다음과 같은 이유로 오차가 발생할 수 있으므로 이를 고려하여 실험하여야 한다.

①Jig의 한부분은 롤러로 되어있어야 마찰을 줄여 정확한 실험이 이루어 질 수 있다.
② Jig양쪽받침을 기준으로 하중은 정확히 중앙에 가해져야한다.
③ 스트레인 게이지는 게이지의 응력에 대한 저항값의 변화를 원리로 한 측정기 이다. 저항은 온도와도 밀접하다. 따라서 측정온도가 이상범위가 아닌 경우 그만큼 측정저항에 영향을 미칠 수 있다.
④재료에 여러 불순물이 섞여 있어 탄성계수가 변할 수 있다..
⑤여러 번 하중을 가하는 과정에서 과부하로 인해 영구변형이 생겼을 수 있다.
⑥하중을 가할 때 일정하게 가하지 못해 충격과 진동으로 인해 큰 하중이 발생하여 탄성영역을 벗어나는 힘이 재료에 가해져서 영구변형이 발생할 수 있다..
⑦재료가 완전 탄성체가 아니어서 하중을 받았을 때 잔류응력이 남아 완전 복원하지 못할 수 있다..
⑧측정 계기 내의 히스테리시스 오차로 인해 측정이 잘 이루어지지 않았다.

마지막으로 이번 굽힘실험이 파단점까지 이루어지지 않아 정확한값을 알 수 없어서 아쉬웠으며 굽심실험을을 통해서 일상에서 흔히 볼 수 있는 굽힘하중에 대해 재료의 특성치를 잘 활용하여 보다 낳은 구조물을 만들 수 있는 능력을 키워야 겠다고 생각했고, 재료의 특징을 파악해야만 그 특징에 맞는 재료를 구조물에 잘 활용할 수 있겠다는 생각이 들었다.

참고 자료

없음