기계실험-스트레인 게이지를 이용한 굽힘실험

소개

만점짜리 실험보고서 입니다. 해당 과목 수강당시 보고서 6개중에서 5개를 만점받고 하나만 3점 감점을 받아 과에서 수석하였습니다. (논문이 아닌 실험 보고서입니다.)

- 실험이라는것이 매번 할때마다 결과가 틀리고 포커스를 맞춰야할 부분이 달라지는 점 꼭 염두해 두시고 베끼기보다는 참고용으로 사용하시길 추천드립니다. 교수님들은 학부생을 몇십년 상대해오신 분들이라 다 아십니다.

- 개인적인 참고자료만 허용하며 개인적인 배포를 절대 금지합니다! 본문의 그림은 대부분 직접 제작한 그림입니다.

목차

1. 연구목적
2. 연구 내용 및 이론적 배경
3. 연구 장치
4. 연구 결과 및 고찰
5. 결론

참고문헌

본문내용

1. 연구목적
물체의 외부에서 힘이 가해지면 물체내부에서는 이에 저항하는 응력(stress)이 발생하며 동시에 물체를 구성하고 있는 분자상태가 변화한다. 이러한 물체의 형상 또는 치수적인 것의 변화를 스트레인(strain) 또는 변형률이라고 한다. 변형률, 강성도 그리고 안정성은 공학자들에게 오랫동안 큰 관심사였으며 응력보다 변형률이나 강성도가 요소의 설계를 좌우하는 중요인자가 되기도 한다. 예를 들어 요소들은 진동문제를 없애도록 큰 강성도를 필요로 할 수도 있으며 과도한 변형은 요소들 사이의 간섭이나 이탈을 일으킬 수 있다[1].
응력은 직접적으로 알아내기 힘든 값으로 직접적으로 측정하기 위해서는 단위단면적을 측정해야 한다. 이 때문에 변형률의 또 다른 중요한 점은 응력을 측정하도록 도와주는 것에 있다. 일번적으로 응력과 변형도를 직접측정하고 탄성 응력-변형률 관계를 도출해내면 탄성상수를 알아 낼 수 있다. 다시 말해 응력, 변형률 그리고 탄성상수의 관계는 하나의 수식으로 표현되며 이번 연구를 통해 세 변수 중 두 변수가 정해졌을 때 나머지 변수를 알아가는 과정을 소개할 것이다. [1].
연구자들은 스트레인 게이지를 이용하여 스트레인을 측정하는 기본 계측방법을 습득하고 스트레인 증폭기에서 얻어지는 연속적인 아날로그 신호를 A/D컨버터를 통해 증폭시켜 디지털 신호로 바꾼다. 연구자들은 이를 통해 얻은 데이터를 PC로 처리하는 방법을 연구한다.
외팔보 계의 구성 및 측정 보정 방법을 이해해야 하며 외팔보에 걸리는 임의의 하중을 측정하여 데이터를 처리하는 기법을 이해해야 한다. 그리고, 데이터 도식화를 통해 응력-변형률 관계로부터 탄성계수를 구하는 방법을 확인시키며, 외팔보와 관련된 고체역학의 주요 내용들을 소개하고자 한다.

2. 연구 내용 및 이론적 배경
연구에 들어가기 앞서 재료역학에 대한 복습이 필요하다. 본 연구에서는 외팔보의 변형률을 측정하며 외팔보의 자유물체도는 Fig1과 같다. 이 때의 b는 외팔보 의 폭이며 h는 외팔보 단면의 높이이다.

참고자료

· 강건, 박정도, 김태형, “기계공학실험”, 보성각, 2000, pp131-140
· 사진출처: https://www.scienceall.com/%EB%B9%84%EC%A0%80%ED%95%ADresistivity-specific-resistance/