보-빔에서의 비틀림 실험

소개글

다양한 조건의 강봉에 비틀림 모멘트를 가했을 때 발생하는 비틀림 각을 측정하여 비틀림 기둥에 영향을 주는 인자를 이해하도록 한다. 실험을 정리한 리포트입니다.

목차

Ⅰ 실험목적
Ⅱ 실험의 종류
Ⅲ 기본이론
1. 비틀림 응력()
2. 중공봉
3. 전단 탄성계수 G
Ⅳ 실험결과
1. 봉의 비틀림 변형
2. 과 의 관계
3. 황동봉과 중공봉의 비틀림강성 비교
Ⅴ. 고찰
1. 오차 발생 원인
3. 오차를 줄일 수 있는 방법
4. 고찰
Ⅵ. 참고문헌

본문내용

1) 봉의 비틀림 변형
- 토크의 증가가 비틀림 변형에 미치는 영향과 관계
2) 축의 길이에 대한 회전 변형
- 축의 길이의 증감에 따라 변화하는 회전 변형과의 관계
3) 강봉과 중공봉의 회전 강도 비교
강봉과 중공봉에 회전 강도 비교
강봉과 중공봉의 극관성모멘트의 영향

2. 오차를 줄일 수 있는 방법
① 비틀림 각을 측정시 눈으로 확인하는 것이 아닌 컴퓨터 등의 정밀한 기기를 이용하여
측정을 한다면 보다 정확한 측정이 가능해질 것이다.
② 수동으로 하중을 가하는 것이 아닌 컴퓨터 등의 정밀한 기기를 이용하여 정확한 하중이
가해지도록 한다.
③ 여러번의 실험을 통한 평균값을 적용한다면 이론값과 오차를 크게 줄일 수 있을것 같다.

3. 고찰
이번 실험은 서로 다른 재료로 된 봉에 힘을 가해주었을 때 변형이 되는 정도를 측정한 실험이었다. 첫 번째 실험을 통해 토크가 증가할수록 비틀림 각이 커졌으며, 황동봉이 강봉보다 그 변화가 더 컸다. 이론을 보았을때 = 에서 볼 수 있듯이 토크 T에 따라서 비틀림각이 비례하게 증가하게 됨을 알 수 있고, 재료에 따른 전단탄성계수 G 와 극관성 모멘트 J 의 차이로 인해 비틀림 각이 다르게 나옴을 알 수가 있다.

두 번째 실험에서 J 값이 증가 할수록 Tl 값이 증가 함을 볼 수 있었고, 식을 통해 재료에따라 전단탄성계수가 다름을 확인할 수 있었다.

그리고 마지막 실험에서는 강봉과 중공봉의 강도 비교를 통해 중공봉이 같은 무게의 중실축 보다 강도가 크다는 것과 가볍고 강도가 좋은 축을 사용함으로써 출력 효율의 증가 등의 효과에 대해서 생각해 볼 수 있었다.

이번 실험은 원형 단면의 비틀림 모멘트 실험보다는 좀 더 많은 실험기구를 이용하는 실험이라 디지털 처짐계 및 추의 거리측정이 좀 힘들었다. 하지만 디지털 처짐계를 이용하여 수치를 읽을 수 있어서 편리했다.

참고 자료

• 재료역학 (Mechanics of Materials -Roy. R Craig,Jr.)
• Bedfor.Liechti 재료역학
• 신편재료역학
• JamesM.Gere 재료역학