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재료역학2 구조물 설계 프로젝트

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최초 등록일
2015.01.01
최종 저작일
2014.12
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목차

1. 서 론
1.1 설계 대상에 대한 설명
1.2 설계 목표 및 주요 설계 변수에 대한 설명

2. 본론
2.1 응력 해석을 위한 계산 과정
2.2 형상 및 치수 결정을 위한 반복 계산
2.3 대상 재료들의 물성
2.4 최종 설계안의 도출 과정

3. 결 론
3.1 최종 설계안 및 평가
3.2 설계 프로젝트를 통해 배운점

참고문헌

본문내용

1. 서 론
1.1 설계 대상에 대한 설명
최근 판교 사고 등과 같은 안전사고가 사회적인 이슈로 많이 등장하고 있다. 이에 안전에 대한 관심이 높아지고 있으며 안전을 정량적으로 평가하는 것에 대한 중요성이 높아지고 있다. 이번 프로젝트에서는 위와 같은 안전사고가 일어나지 않도록 경각심을 갖는 의미로 벤치(Bench)를 선정했다. 벤치는 불특정 다수가 이용하는 공공재이기 때문에 여러가지 조건들을 모두 만족해야 한다.

1.2 설계 목표 및 주요 설계 변수에 대한 설명
1.2.1 설계 목표
설계 목표는 벤치의 다리에 해당하는 원기둥 4개와 사용자가 앉게 되는 평판으로 설정하였다. 구체적으로는 원통과 평판의 적절한 두께, 높이 및 단면적을 찾고 최적화된 재료를 선정할 것이다.
1.2.2 설계변수
좌굴현상: 좌굴이 일어나지 않도록 임계응력, 세장비를 고려하여 다리부분을 설계한다.
임계응력: 탄성계수E에 비례한다는 점을 재료선정할 때 고려한다.
세장비: 임계응력과 세장비의 관계를 고려하여 기둥의 단면적을 설정한다.
하중: 사용자가 벤치의 등받이부분에 기대지 않고 수직방향으로만 하중이 전달된다고 가정한다.또한 사용자가 전달하는 것 이외의 하중은 무시한다.

2. 본론
2.1 응력 해석을 위한 계산 과정
평판: 직사각형 형태1.5x0.4m^2

하중: 성인남성의 몸무게를 75kg이라고 가정하고 평판의 넓이를 고려하여 최대 3명이 앉을 수 있다고 하면 평판에 가해지는 하중은 P=75*3*9.8= 2205N 이다.
하중이 면적전체에 고르게 분포되어 있다고 가정하면 평균 수직응력은 하중/면적=2205/(1.5*4)= 3675Pa이다.
가로부분의 분포하중w1=2205/1.5= 1470N/m
세로부분의 분포하중w2=2205/0.4= 5512.5N/m
각각의 기둥은 평판의 꼭짓점에 위치한다.
벤치 다리의 길이는 0.4m로 설계한다.

참고 자료

Mechanics of Matertials / Beer / McGraw-Hill : 10장 내용(기둥의 좌굴), 재료들의 물성치표(부록 B)
기계재료학 / 김정규, 최낙삼, 김태원 / 문운당 : P.306 알루미늄 합금의 특징
Fan, X.J, S.W.R.Lee, .,2010, “Fundamental Characteristics of Moisture Transport, Diffusion, and the Moisture-Induced Damages in Polymeric Materials in Electronic Packaging”, Moisture Sensitivity of Plastic Packages of IC Devices, pp. 1-3

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