국민대학교 자동차융합실험I - 1. 보의 처짐 및 질량 관성 모멘트 측정 실험

목차

1. 보의 처짐 및 국부 변형률 측정 실험 소개
1) 단면 2차 모멘트의 개념 및 보의 처짐 공식 유도
2) 휘스톤 브릿지 구성 방법 및 원리
3) 실험 결과 테이블 작성 및 오차 계산
4) 스트레인 게이지를 이용하여 측정 지점에서의 면내주변형률 및 최대전단 변형률을 구하고 모어 원을 이용하여 주응력을 계산
5) 동일한 단면적의 도형들에 대해 단면 2차 모멘트와 처짐량 계산, 비교
6) 고찰

2. 1/20 자동차 모형 질량관성모멘트 측정 실험
1) 질량관성모멘트의 개념
2) 실험 결과 테이블 작성 및 오차 계산
3) 고찰

본문내용

• 단면 2차 모멘트의 개념
단면 2차 모멘트의 개념을 설명하기 이전에 모멘트의 개념을 알아보려고 한다. 모멘트는 우리나라 말로 회전력을 뜻한다. 어떠한 물체에 회전을 주기위해 힘을 가하게 되면 힘을 가한 작용점으로부터 힘이 작용하는 작용점까지의 거리(r)에 힘(F)을 곱한 것이 바로 모멘트다. (그림 11) 참조) 예를 들어 스패너를 이용해 너트를 조이거나 풀 때, 힘이 작용하는점(너트)쪽을 잡고 힘을 가하는 것 보다 스패너의 끝단을 잡고돌리면 더 쉽게 돌아간다. 이는 모멘트(회전력)가 커짐을 얘기하는 바이다. 그렇다하면, 단면 2차 모멘트도 위에 설명된 모멘트와 같은 회전에 관한 개념일 것이라는 가정 하에 생각한다. 단면 2차 모멘트의 사전적 의미는 ‘소재에 굽힘의 힘이 작용하였을 때, 소재의 굽혀지기 어려움 혹은 굽혀지기 쉬움을 나타내는 것이다.’라고 되어져있다. 즉, 보(beam)에 굽힘의 힘을 주었을 때, 보의 굽힘이 쉬운지 어려운지를 알려주는개념이다. 단면 2차 모멘트를 구하는 식은 아래와 같다.단면 2차 모멘트를 조사하며 번뜩 알게 된 것이 있다. 실험에서가로 축을 작용 면적으로 놓으면 굽히기가 어려웠으나, 세로축을 작용 면적으로 놓게되면 굽히기가 전자보다는 쉬웠다. 이는 단면2차 모멘트와 관련이 있는 것이었다. 위 식에 따르면 단면 2차 모멘트는 면적이 증가함에 따라 증가하는 모습을 보일 것이다. 즉, 세로축을 놓은 것이 가로축을 놓은 것보다 작용 면적이 좁기 때문에 단면 2차 모멘트가 덜 작용했을 것이다. 이로 인해 세로축 보가 가로축 보보다 더 휠 수 있었다.

<중 략>

2) 휘스톤 브릿지 구성 방법 및 원리
휘스톤 브릿지의 사전적 의미는 다음과 같다.‘저항회로로서 변형률을 측정하는 측정 장치나 각종 감지기에 사용된다. 이는 직렬과 병렬의 혼합구조를 가진다.’ 다음 그림과 같이 4개의 저항으로 구성되는 브릿지 회로이다. 일반적으로 4개의 저항은 동일한 값을 가진 저항으로 구성되며 이들중 하나 혹은 2개의 저항을 스트레인 게이지로 설치하게 된다. 첫 번째, 미지 저항 의 저항 값이 변화하게 되면 A와 B사이의 전압차이가 난다.

참고 자료

보일러용어사전, 일본보일러용어 연구회, 2006.1.9, 성안당
단면2차모멘트 [geometrical moment of inertial, 斷面二次―] (두산백과, 두산백과)
토목용어사전, 토목관련용어편찬위원회, 1997.2.1, 도서출판 탐구원
Mechanics of materials 8e, R. C. Hibbeler, 2012. 2, PEARSON
http://blog.naver.com/nazzippp?Redirect=Log&logNo=10095306524
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http://cafe.naver.com/kinesiologist/25