[구조 실험 결과 보고서]좌굴 실험(Buckling Test)

소개글

구조 실험에서 좌굴 실험한 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. 참고 문헌

본문내용

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

2. 이론적 배경
Key words
: 오일러 좌굴 하중 이론(Euler Buckling Load Theory), 좌굴(Buckling), 좌굴 임계 하중(Buckling Critical Load)
2.1. 오일러 좌굴 하중 이론
기둥이라 함은 좁은 의미에서는 상부구조물에서 전달되는 하중을 하부구조에 전달하는 수직부재이며 넓은 의미에서는 압축력이 지배하는 부재를 기둥이라고 정의하고 있다.기둥에 수직방향의 압축하중을 가하게 되면, 이 하중의 크기가 작을 때에는 횡 방향의 변형은 무시할 정도 로 작다. 그러나 하중의 크기를 점점 증가시키면 어느 순간 횡 방향의 변형이 발생하게 되고, 그 이후에는 하중의 크기를 조금만 증가시켜도 횡 방향의 변형이 급격하게 증가하게 된다. 이러한 현상을 기둥의 좌굴이라고 한다. 또, 횡 방향의 변형을 발생하는 압축 하중을 좌굴 하중 또는 좌굴 임계 하중이라고 하며 로 표시한다. 기둥의 상하부 단부의 경계조건에 다라 좌굴 하중이 다르며 기둥 양단의 경계조건이 힌지-롤러이면 오일러 기둥이라고 정의한다. 기둥의 양단경계조건이 오일러 기둥의 경계조건과 다르면 좌굴 현상이 나타나는 구간이 달라지는데 이 때, 좌굴 현상을 나타내는 구간을 유효좌굴 길이라고 정의하고 이는 가상적인 오일러 기둥 좌굴길이를 나타낸다. 기둥의 길이()에 대한 유효 좌굴 길이()의 비를 유효좌굴계수라고 한다.
즉, 경계조건과 무관하게 유효 좌굴 길이는 힌지-롤러단으로 구성된 오일러 좌굴 형상을 나타내며 유효 좌굴 계수가 클수록 좌굴하중은 크게 나타난다.
[그림 1 ]은 기둥 양단의 경계조건이 변함에 따른 유효좌굴계수의 변화와 이를 바탕으로 변화하는 임계하중을 도식적으로 나타낸 것이다. 기둥 양단이 모두 단순 지지인 오일러 기둥의 경우 유효좌굴계수가 1, 한쪽 만 고정단의 경우 유효좌굴계수가 2, 양쪽 모두 고정단의 경우 유효좌굴계수가 0.5, 한쪽은 고정단 다른 한쪽은 단순지지의 경우 유효좌굴계수가 0.7이 된다.

참고 자료

김용철, “원형 및 각형 강관기둥의 좌굴특성”, 서울시립대학교 대학원 석사학위논문, 21쪽, 2012년, 2월
김영수, “변단면 오일러 기둥의 좌굴하중”, 서울시립대학교 대학원 석사학위논문, 17쪽, 2010년 8월
Berr Johnston DeWolf, “MECHANICS OF MATERIALS” Mc Graw Hill, 2002년
R.C, Hibbeler, “MECHANICS OF MATERIALS”, PEARSON, 2012년
T.H.G. Megson, “An Introduction to Aircraft Structural Analysis”Butterworth-Heinemann, 2010년