[기계공학실험]보의 처짐

소개

본 실험은 재료역학 시간에 배웠던 보의 처짐을 측정 장비를 이용하여 직접 구해보고 이론적인 값과 비교를 해보는 방식으로 진행되었다. 물성치를 알고 있는 보에 모멘트와 하중을 가하여 다이얼 게이지로 그 처짐량을 측정하는 방식으로 진행되었다.

목차

요약
목차
그림 목차
표 목차
서론
1. 실험목적
2. 실험이론
2.1 부정정보
2.2 균일 단면보의 미분 방정식
본론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 실험 시 유의사항
6. 처짐량 공식 유도
6.1 양단 고정 지지보
6.2 양단 단순 지지보
결론
7. 실험측정
8. 결론 및 고찰
8.1 실험결과 비교 분석
8.2 고찰
9. 참고문헌


그림 목차
그림 1 굽힘 모멘트에 의해 휘어지는 균일 단면보
그림 2 실험 장치 모형도
그림 3 양단 고정 지지보의 자유 물체도
그림 4 양단 단순 지지보의 자유 물체도
그림 5 양단 고정 지지보의 결과 그래프
그림 6 단순 고정 지지보의 결과 그래프
표 목차
표 1 양단 고정 지지보의 실험 결과
표 2 양단 단순 지지보의 실험 결과

본문내용

1. 실험목적
① 집중 하중을 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 beam)
반력의 수가 독립된 평형 방정식의 수보다 많은 보. 처짐곡선의 미분방정식을 통해 해석한다.

2.2 균일단면보의 미분 방정식

그림 1 굽힘 모멘트에 의해 휘어지는 균일 단면보

처음길이
나중길이

- ②
- ③
①, ② 식을 ③에 대입하면

- ④
- ⑥
⑥에 ④를 대입하여 다음 식을 얻는다.

- 굽힘 모멘트 방정식

- 전단력 방정식

- 하중 방정식

3. 실험장치

그림 2 실험장치 모형도

Young`s modulus E :
2차 관성모멘트 I : 81.88

4. 실험방법
① 양단이 고정되도록 보를 고정시킨다.(양단고정지지보)
② 게이지의 눈금을 0으로 조정한다.
③ 모멘트를 가해주기 위해 보의 왼쪽 1/3 지점에 위치한 0.036m의 디스크에 추를 접 선방향으로 달아준다.
④ 보의 오른쪽으로부터 1/3 지점에 집중하중을 가해준다.
⑤ 게이지를 통해 1/2 지점의 처짐량을 계산한다.
⑥ 집중하중을 증가시키며 실험을 반복한다.

5. 실험시 주의사항
① 게이지의 눈금을 0으로 정확히 맞춘다.
② 디스크에 추를 올릴 때 충격하중이 없도록 천천히 올린다.
③ 2N, 5N, 10N, 15N 순으로 추를 올려 측정하고 3번 반복하여 측정한다.
④ 게이지를 읽을 때는 처짐의 부호가 (-)값이 나오므로 주의하여야 한다.

참고자료

· 1. James M. Gere, "Mechanics of Materials" 6th Edition, 인터비전
· 2. Ferdinand P. Beer "Beer SI Mechanics of materials " 3th Edition, 인터비젼