외팔보의 응력 : 변형과 DC모터의 속도-전압 특성 A+결과보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 과 제
6. 실험 결과
7. 실험 고찰
8. 결 론
9. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
-외팔보에 외력에 의해 발생하는 변형률, 응력 및 스프링상수를 구하는 과정에서 고체역학을 통해 배운 보의 굽힘 이론을 이해한다.
-진동학과 열전달 관련 실험을 준비하기 위해 모터의 속도와 회전수의 관계를 구해본다.
-현대 사회에 있어서 전기모터의 사용이 확대되고 있다. 전기모터의 가장 기본이 되는 DC모터의 특성에 대해 알아본다.

2. 실험 이론
1)배경지식
(1) 보의 굽힘 이론과 스프링상수

<표>

(2) DC모터의 원리와 특성 : DC모터는 영구자석, 코일, 브러시, 정류자 및 철심으로 구성된다. DC모터(직류모터)는 플레밍의 왼손법칙에 따라 힘을 받게 되어 회전한다.

<표>

2)스트레인게이지의 원리
(1) 스트레인의 정의 : 구조물에 하중을 가하면 응력이 생겨 변형이 생기는데, 구조물 내부에 나타나는 변형을 스트레인이라 한다.
(2) 스트레인게이지의 원리 : 도체 전선의 길이방향의 변형이 생기면 전선의 저항이 달라진다. 이 저항의 변화를 전기신호로 검출하는 센서를 스트레인게이지라고 한다.

<중 략>

7. 실험 고찰
실험1은 가해진 하중에 따른 외팔보의 변형을 스트레인게이지를 이용해 측정해보고 작용하는 하중을 계산해보았다. 그리고 이론적으로 계산한 하중과 실제 가한 하중을 비교해보았다. 여기서 각각 60.51%, 53.65%, 55.31%, 39.45%로 큰 오차가 발생하였다.
실험2는 편심질량을 가진 모터를 이용해 외팔보에 진동을 발생시켜 고유진동수를 측정하고, 이론적으로 계산한 값과 비교해 보는 실험이었다. 여기서는 77.77%로 역시 큰 오차가 발생하였다.
오차발생 원인에 대해 생각해 보았다.
스트레인게이지 부착 시 발생오차 : 접착 표면에 불순물이 완전히 제거되지 않은 상태로 부착되면 오차가 발생할 것이다. 스트레인게이지는 민감한 장치로 정확한 방법을 따라 설치하지 않으면 오차가 발생할 것이다. 또한 게이지를 표선기준으로 약 5도 정도 어긋나면 1%정도의 오차가 발생한다고 한다. 이 뿐만 아니라 스트레인 게이지의 불완전한 기능에 의해서도 오차가 발생했을 것으로 생각된다.

참고 자료

장득열 외 1명 저. 고체역학. 오토테크. 2011.
박우철 저. 기계 진동학. 오토테크. 2013.