비틀림 실험

소개글

원형 단면에서의
비틀림 모멘트 실험

목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험장치 및 방법
가. 실험장치
나. 실험방법
4.실험결과
실험 1 - 황동봉과 중공봉의 토크에 따른 비틀림각 비교
실험 2 - TL과 Jθ의 관계
실험 3 - 축의 길이 변화가 비틀림 변형에 미치는 영향
실험 4 - 황동봉과 중공봉의 비틀림 강성 비교

참고문헌

본문내용

1. 서론

우리 주위에는 오랜 시간이 지났지만 균열이나 파손이 일어나지 않은 제품들을 많이 보아왔다. 제품을 오랫동안 손상되지 않고 안전하게 사용하기 위해서는 제품을 설계를 할 때에 여러 가지 설계요인들을 잘 고려해서 설계를 해야만 한다. 제품의 사용목적에 따라서 재료의 종류가 달라져야하며 재료의 크기, 재료의 강성 등을 고려해보아야 한다. 여러 가지 설계요인들 중에서 재료의 특성 또한 중요하게 고려되어야할 사항이다. 재료의 종류에 따라 재료의 특성이 많이 다르다는 것은 우리가 직관적으로 알고 있다. 재료의 특성인 강도를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 비틀림을 주어서 재료의 강도를 측정하기도 한다. 따라서 본 실험은 여러 가지 재료를 사용하여 비틀림 실험을 통하여 재료의 강성을 알아보기로 한다.

2. 이론

Fig. 1과 같이 양단에 작용하는 짝힘(couple) T에 의하여 비틀림을 받는 둥근 단면의 봉을 생각하여 보자. 이와 같은 하중 상태를 순수 비틀림(pure torsion)이라 한다. 이 원형 봉의 단면이 대칭성을 고려하면 비틀림이 발생하는 동안에 봉의 단면은 원형을 유지하면서 반경은 직선이고, 길이 방향의 축에 대하여 강체(rigid body)회전을 할 것이다. 또, 만약 봉의 총 비틀림 각(total angle of twist)이 작을 경우 봉의 길이 L나 반경 r은 바뀌지 않을 것이다.
비틀림을 받는 동안에 보의 한쪽 단은 다른 쪽 단에 대하여 길이 방향의 축에 대하여 회전을 한다는 것을 알 수 있다. 예를 들어 만약 봉의 왼쪽 단에 대하여 Fig. 1(a)과 같이 각 만큼 회전된 경우에 대하여 생각하여 보자

참고 자료

(1) 이종원 외2, 재료역학, 교보문고, pp. 199～206, 2002

(2) 엄기원, 고체역학, 사이텍 미디어, pp. 77, 1986

(3) 엄기원, 고체역학, 사이텍 미디어, pp. 258, 1986