[기계공학실험]보의 처짐

소개

실험 내용은 다음과 같다.
1. 하중의 변화에 따른 보의 처짐
2. 하중점의 위치변화에 따른 보의 처짐

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 2종의 강성이 다른 보(알루미늄, 스틸) 모형의 처짐 실험을 실시하여 하중 처짐의 상관관계 등을 통하여 보의 이론을 이해한다.
1.2. 보의 처짐은 설계 시 주의해야할 요소 중의 하나로 설계 시 주어진 하중 하에서 보의 처짐에 대한 최대 허용값이 제한받기 때문에 보의 최대 처짐의 결정은 매우 중요하다.

1. 실험 이론 및 원리
1.1. 실험 개요
고체상의 구조물에 외력이 작용하면, 구조물에 변형이 일어나고, 그 외력이 구조물이 견딜 수 있는 힘의 한도를 넘어서게 되면 파괴가 일어난다.
하중은 두 가지로 분류 될 수 있는데, 한 점에 집중하여 작용하는 집중 하중과 일정한 면적에 걸쳐 작용하는 분포하중이 있다. 분포하중이 축선의 방향을 일정한 크기로 분포되는 경우를 등분포하중이라 하고. 일정하지 않은 것을 부균등 분포하중이라 한다.

1.1. 이론적 해석
그림은 대칭형 단면의 직선보가 순수한 굽힘을 받을 경우, 처짐이 생기기 전에 X축과 일치시켰던 중립축의 처짐상태를 X, Y, Z 좌표상에 나타낸 것이며, 이 처짐곡선을 탄성곡선이라고 한다. 보의 길이는 단면에 비해 상당히 길고, 보의 재질이 등방성이라고 가정한다. 또, 변형의 대칭성 으로부터 평면단면은 변형 후에도 평면으로 유지된다고 본다. 이러한 가정 및 조건들과 그림의 기하학적 관계, 그리고 후크의 법칙으로부터 응력 및 변형도 성분들은 아래와 같이 된다. 여기서 ρ는 탄성곡선의 곡률반경, Φ는 굽힘각, s 는 중립축상의 호의 길이이고, 또 v, E 는 각가 재료의 포와송비와 탄성계수이다.
보의 변형량이 충분히 작아 변형 전의 한 점의 좌표가 변형 루의 그 점의 위치를 근사적으로 표시할 수 있다고 가정하면, 평형조건으로부터 다음의 관계가 성립된다.
직선보는 지지상태에 따라 정정보와 부정정보로 나눌 수 있는데, 정정보의 대표적인 것으로는 단순지지보와 외팔보를 들 수 있으며, 부정정보의 대표적인 것으로는 돌출보, 양단고정보, 연속보를 들 수 있다.

참고자료

· 없음