[기초공학실험] 원통형 음료캔의 스트레인 측정을 통한 압력용기 설계

소개글

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목차

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
2. 배경이론
1) 응력과 변형률
2) 평면 2축 응력-변형률 관계
3) 안전계수와 안전여유
(1) 안전계수
(2) 안전여유

Ⅱ. 본론
1. 실험 장비
1) 원통형 압력 용기
2) 스트레인 게이지
(1) 정의
(2) 규격
(3) 원리
3) 기타
2. 실험 방법
3. 실험 결과

Ⅲ. 결론
1. 실험 결과 분석
2. 안전여유의 적용 사례
1) 스마트 무인기의 전방착륙 장치
2) 가동원전 기기 지지대 볼트
3. 오차 분석

Ⅳ. Reference

본문내용

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
알루미늄 원통형 음료캔을 개봉하였을 때 압력차로 인하여 발생하는 Strain을 Strain Gage를 통해 측정하여 표면응력(원주응력, 길이방향응력), 내부압력 등을 구한 뒤, 이론값과 비교하여 오차원인을 분석하고 원통형 압력용기 설계의 원리를 이해할 수 있다.

2. 배경이론
1) 응력과 변형률
(1) 응력(stress)
재료에 외력을 가했을 때 그 크기에 대응하여 재료 내에 생기는 저항력이다. 응력은 외력이 증가함에 따라 증가하지만, 재료 고유의 한도에 도달하면 외력에 저항할 수 없게 된다. 그때 재료는 파괴된다. 다음과 같이 나타낸다.

< 중 략 >

2) 스트레인 게이지
(1) 정의
Strain을 측정하기 위한 여러 가지 방법이 있는데, 그 중 가장 보편적인 방법은 Strain Gauge로 측정하는 것이다. Strain gauge는 기계적인 미세한 변화(strain)를 전기신호로 검출하는 sensor이다. Strain gauge는 기계나 구조물의 표면에 접착해 두면 그 표면에서 생기는 미세한 치수의 변화, 즉 strain을 측정하는 것이 가능하고, 그 크기로부터 강도나 안정성의 확인을 하는데 중요한 응력(Stress)을 알 수 있다. 스트레인 게이지의 종류는 다음과 같은 다섯 가지로 분류할 수 있다.

1. 단축 게이지 (Single Strain Gauge)
가장 많이 사용되는 스트레인게이지며 보통 주응력(응력 발생 위치, 방향)을 알고 있을 때 사용하며 그리드가 하나이기 때문에 한 방향에 대한 측정만이 가능하다.

2. 2축 0°, 90° 게이지 (T-rosette Strain Gauge)
T-로젯 게이지라고도 불리며 보통 주응력과 그에 반대되는 부응력을 알고 있을 때 사용한다. 일반적으로 측정물의 포아송비를 구하고자 할 때 많이 사용된다.

3. 2축 비틀림 게이지 (Shear Strain Gauge)
보통의 스트레인게이지와는 다르게 그리드의 방향이 45° 방향으로 비틀어져 있는 형태이다.

참고 자료

오창균, 심희진, 김현수, 정성규, 허남수. (2012). 가동원전 기기 지지대 볼트의 안전여유도 평가. 대한기계학회 춘추학술대회, 1796-1800.
박태영, 김명준, 장병욱, 이정진, 박정선. (2011). 스마트무인기 전방착륙장치 구조해석. 한국항공우주학회 학술발표회 초록집, 160-164.
James M. Gere 외 1인, Mechanics of Materials 6th edition, Cengage Learning
전용운 교수님, 원통형 음료캔의 스트레인 측정을 통한 압력용기 설계, 2018 기초공학실험 수업자료
예비하중, 안전 여유도, 응력부식균열, 볼트 네이버 지식백과
Strain gauge, wikipedia.org