[구조 실험 결과 보고서]휨 실험(Bending Test)

소개글

구조 실험에서 휨 실험 결과 보고서 입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 실험 장치도
4. 실험 방법
5. 데이터 처리 및 분석
6. 실험 결과
7. 결론 및 고찰
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
- 외팔보(Cantilever beam)에 작용하는 모멘트(Moment)와 응력(Stress), 변형률(Strain), 변위(Displacement)와의 관계식으로부터 탄성계수(Young’s Modulus)와 푸아송비(Poisoon’s Ratio)를 계산하여 어떤 종류 물질을 사용한 것인지 파악하고 이론값과 실험값을 비교하여 본다.
2. 이론적 배경
Key words
: 단순지지 보 이론(Simple Beam Theory), 로드셀(Load Cell), 다이얼 게이지(Dial Gauge), 레이저 센서(Laser Sensor), 동적 스트레인 앰프
2.1. 단순지지 보 이론 부재는 축 방향과 수직한 방향으로 하중을 받게 되면 휘임(Bending)이 발생하게 된다. 부재에 작용하는 하중에 의해 발생된 휘임은 모멘트, 변형률, 변위 등의 변수와 연관이 된다. 보의 길이방향 요소는 인장 또는 압축만을 받기 때문에, 변형률로부터 응력을 구하기 위해 재료에 대한 응력-변형률 곡선을 이용할 수 있다. 응력은 보의 전 단면에 걸쳐 작용하고 응력-변형률 선도의 형상과 단면치수에 따라 세기가 변한다. 가장 일반적인 응력-변형률 관계식은 선형탄성재료에 대한 식이다. 그러한 재료에 대해서 단축 응력에 대한 후크의 법칙을 대입하여 다음의 식을 얻는다.
수식 1은 단면에 작용하는 수직 응력이 중립면으로부터의 거리 에 따라 선형적으로 변한다는 것을 보여 준다. 수식 1이 실제적인 값이 되기 위해서는, 거리 를 결정할 수 있도록 좌표의 원점을 선정해야한다. 본 실험에서는 시편의 단면이 직사각형이기 때문에, 중립축에서의 거리 는 시편의 두께의 절반 으로 설정할 수 있다. 미소 면적 에 작용하는 힘 는 가 양일 때 축의 양의 방향으로 작용하고, σ가 음일 때 축의 음의 방향으로 작용한다. 미소 면적 는 중립축의 윗부분에 위치해 있으므로, 그 미소면적에 작용하는 양의 응력 은 와 같은 모멘트 성분을 발생시킨다.따라서 모멘트 성분은 이다. 이러한 모든 모멘트 성분들을 전체 단면적 A에 걸쳐 적분한 것은 굽힘 모멘트와 같아야만 한다.

참고 자료

Hibbeler, R.C. “APPENDIX”. MECHANICS OF MATERIALS : PEARSON, 2012, p.858