굽힘실험 - 예비보고서 + 실험보고서

소개

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A+ 보고서입니다

목차

1. 예비보고서
2. 실험보고서

본문내용

실험 제목: 굽힘 시험
실험 목적
재료가 굽힘 하중을 받을 때 발생하는 굽힘 응력과 굽힘 모멘트의 관계를 분석하고 재료의 극한 강도, 탄성적 성질을 측정하여 재료의 물성을 평가한다. 실험을 통해 재료가 굽힘 하중에 의해 변형되기 시작해 파괴에 이르기까지의 변화를 관찰하도 굽힘 모멘트에 따른 굽힘 응력 분포를 파악해 재료의 탄성 한계와 항복 강도, 최대 굽힘 하중을 측정한다. 이후 실험을 통해 측정한 결과들을 통해 재료의 특성에 대해 분석한다.
이번 실험은 3접점 굽힘 시험으로 진행되며 실험 결과를 분석할 때는 재료의 물성치를 분석하고 기계적 거동을 이해하는 것을 목적으로 한다.
실험 원리 및 이론
보가 굽어지면 각 점에서 처짐과 회전이 발생한다. 휘어지는 보의 곡선의 형태가 원의 일부라 하고 이때의 휘어진 정도를 곡률 κ, 원의 중심을 곡률의 중심, 곡률중심에서 곡선까지의 거리를 곡률 반경, 곡률의 반지름을 ρ이라 하자. 호를 구하는 아래의 공식에 따라 ρ와 dθ,ds의 관계는 ds=r∙dθ일 때, 곡률을 아래와 같이 정의할 수 있다. 이때 곡률은 보가 얼마나 굽혀졌는가에 대한 척도이다. 보가 양의 2차 함수 개형을 띈다면 이는 양의 곡률, 음의 2차 함수 개형을 띈다면 음의 곡률이라고 부른다.

κ=1/ρ=dθ/ds=(d^2 y)/(dx^2 )
아래 그림의 점선 s-s로 표시된 면을 보의 중립면이라 하고 이 면과 어떤 단면의 평면과의 교선을 그 단면의 중립축이라 한다. 이때 변형률은 ∆길이/원래길이=(ef ̂-dx)/dx가 된다. ef ̂=(ρ-y)dθ이므로 다음과 같은 보의 수직 변형률을 얻을 수 있다. 아래 식은 보의 길이 방향 변형률이 곡률에 비례하고 중립면으로 부터의 거리, 즉 y에 따라 선형적으로 변한다는 것을 보여준다.

참고자료

· JAMES M.GERE & BARRY J.GOODNO. (2011). SI 재료역학. CENGAGE Learning