[기계공학] 보의처짐

소개

보의 처짐 실험 레포트입니다.

목차

<실험요약> 1
1. 실험목적 4

2. 실험이론 4
2.1 부정정보 4
2.2 균일단면보의 미분방정식 4
2.3 처짐량 유도 7

3. 실험장치 8

4. 실험방법 8

5. 실험측정 9

6. 고찰 및 토의 10
6.1 실험결과 비교 및 분석 10
6.2 실험 고찰 및 토의 10

7. 참고문헌 11

본문내용

1. 실험목적
① 집중하중을 가하였을 때 보가 받는 굽힘 모멘트와 처짐량의 관계를 이론적인 계산과 비교하여 이해한다.
② 부정정보에 대해 이해하고 처짐 계산과정을 익힌다.

2. 실험이론
2.1 부정정보(Statically indeterminate)
- 반력의 수가 독립된 평형 방정식의 수보다 많은 보, 처짐곡선의 미분방정식을 통해 해석.
보의 지지점에서의 반력은 3개 이상의 미지수를 포함하고 있으며, 정역학적 방법만으로는 결정할 수 없고 변형에 대한 저항성과 관련된 보의 성질을 고려하여야만 하는 보를 부정정보라고 한다.

2.2 균일단면보의 미분방정식
- 굽힙모멘트 방정식
순수 굽힘을 받는 균일단면의 보는 원호 모양으로 휘어지며, 탄성 범위 내에서 중립면의 곡률은 다음과 같이 표시할 수 있다.
- ①(M=굽힘모멘트, E=탄성계수, I=중립축에 관한 단면 2차 모멘트)
보가 수직하중을 받을 때, 식 ①은 Saint-Venant의 원리가 적용되는 한 어느 주어진 횡단면에 대해서도 타당하다. 그러나 굽힘모멘트와 중립면의 곡률은 단면의 위치에 따라 달라지게 될 것이다. 보의 왼쪽 단면으로부터의 단면까지의 거리를 x라고 하면 곡률은 다음과 같이 쓸 수 있다.
중략..

6.2 실험 고찰 및 토의
본 실험은 지금까지 해온 다른 실험에 비해 오차율이 상당히 컸다. 물론, 실험값 자체가 매우 작은 값이기 때문에 아주 작은 변화도 상대적으로 큰 오차율로 나타난다는 것을 감안한다면 비교적 이론에 근접한 결과를 얻은 것이라 생각할 수도 있겠다.
본 실험에서 오차를 내는 요인에 대해 몇 가지 생각해보았다.
우선, 육안으로 관찰한 실험값을 측정하는데서 비롯된 오차가 클 것이다. 실제로 본 실험장비에서 처짐량을 관측하는 부분은 실험값이 매우 작은데도 불구하고 게이지의 눈금이 세밀하게 측정할 수 없는 구조를 띄고 있었다. 그래서 정확하게 10단위로 값이 나타나지 않을 경우에는 정확한 값을 읽어내기가 매우 어려웠다. 그래서 값을 읽을 때마다 신경을 많이 기울여야 했고, 그럼에도 불구하고 정확한 실험값을 읽어내는데 큰 애로사항이 있었다.

참고자료

· 1. Beer SI 고체역학 3rd Edition / Ferdinand P.Beer - E.Russell Johnston, Jr. - John T. DeWolf 공저. 권영하, 박영철, 박원조, 윤영한, 윤한기, 이준성, 최현창, 한근조 공역 / McGrawHill, 도서출판 인터비전 / P.309
· 2. Beer SI 고체역학 3rd Edition / Ferdinand P.Beer - E.Russell Johnston, Jr. - John T. DeWolf 공저. 권영하, 박영철, 박원조, 윤영한, 윤한기, 이준성, 최현창, 한근조 공역 / McGrawHill, 도서출판 인터비전 / P.530~539
· 3.재료역학 6th edition / James M. Gere 저. 이조원, 김문생, 조효남 공역 / Thomson, 도서출판 인터비전 / P. 594~686