인하대학교 기계공학실험A(기공실A) / 좌굴 및 크리프 실험

소개글

22년 2학기경 수강했었습니다.
수강후 학점 A+ 받았습니다.

목차

1. 좌굴 실험
2. 크리프 실험
3. 고찰
4. 참고 문헌

본문내용

동일한 단면을 가지지만 길이가 다른 시편들을 이용하여 임계하중을 측정함으로써 부재의 지지조건 및 세장비에 따른 임계하중의 변화를 확인하면서 좌굴과 부재의 안정성에 대해 이해하기 위해 좌굴 실험을 진행하였고, 크리프 현상과 일정 하중 또는 일정 응력이 존재하는 기기들 내부의 재료의 신뢰성을 확인하는 방법에 대해 이해하기 위해 크리프 실험을 진행하였다.
먼저 좌굴 실험에서 시편의 길이와 양단 끝 조건에 따라 임계하중의 값이 변하는 것을 보며 측정값과 이론값을 비교했다. 양단 고정, 일단 고정-일단 힌지, 양단 힌지 총 3개의 조건에서 실험을 진행하였는데 모든 조건에서 초기하중을 고려하여 초기하중의 값만큼 offset 해주었다. 두 시편의 유효길이는 0.40m, 0.50m였고, 양단 고정과 일단 고정-일단 힌지 조건에서 시편의 길이가 길수록 임계하중이 증가했고 양단 힌지 조건에서 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이론상 모든 양단 끝 조건에서 임계하중은 길이의 제곱에 반비례하므로 길이가 길수록 임계하중이 감소해야 한다. 하지만 양단 힌지 조건만 상응하는 결과를 나타내었는데, 이는 실험이 오차가 크고 실험과정에 일부 오류가 발생했기 때문이다.
좌굴 실험에서 오차의 원인으로 먼저 유효길이 설정에 있다. 실험에서 시편을 고정할 때 실제길이와 선정한 유효길이에는 차이가 존재하므로 이는 오차 발생의 원인이 된다. 다음으로 측정 장치의 설정과정과 측정과정에서의 문제가 있다.
측정 장치가 이미 offset을 해줘야 하는 값을 가지고 있었고 실험 진행시, 조원분들과 진행했는데 시편기둥을 일직선으로 세울 때 사람이 직접 했으므로 불가피한 오차가 발생한다. 또한 실험기구에 대해 미숙하여 측정과정에서 실수가 발생했을 것이다. 정밀한 실험기구와 실험재료, 좀 더 능숙하게 실험을 진행하거나 아니면 사람이 직접 하지 않고 기계로 진행했다면 오차를 줄일 수 있을 것이다.

참고 자료

James M. Gere, Mechanics of materials 9th, Chap.11장
Ansel C Ugural, Mechanics of Material, Chap.11장
기계공학실험 A 매뉴얼