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[명지대 기공실]금속재료 인장시험/취성재료 3점 굽힘시험 결과레포트

금속재료 인장시험 취성재료 3점 굽힘시험 결과 : 박땡땡 교수님[1] Introduction1. Al6061 재료 특성 및 용도(1) 특성▶ 알루미늄은 기본적으로 백색의 가볍고 비교적 무른 금속으로 가볍고 내구성 우..

리포트| 2020.12.12| 5페이지| 3,000원| 조회(625)

인장시험, 기계공학실험, 명지대, 금속재료, 굽힘시험, UTM, 기공실, KTM

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[명지대 기공실]모터 제어 예비레포트

DC 모터 제어 예비 : 이땡땡 교수님[1] DC모터의 구동원리1. 정의DC 모터는 직류 전원으로 작동하는 전동기를 의미한다. 전력을 이용해 회전력을 얻어 회전운동을 하는 기계장치이다. 회전 방향을 일정하게 유지하기 위해서, 그림 1과 같이 ‘정류자(주황), 브러시’를 사용해 회전자(모터)의 회전 방향을 유지한다.2. 적용 기술(1) 옴의 법칙(2) 키르히호프의 전압법칙(3) 플레밍의 왼손법칙V=IRsum _{closed`loop} ^{} TRIANGLE V=0저항에 흐르는 전류, 인가된 전압을 계산할 수 있다.폐회로 내 도체에 인가된 전압 대수의 합은 공급한 전체 전원 대수의 합과 같다.로렌츠 힘이 작용하는 방향을 확인해 모터의 회전방향을 알 수 있다.3. 원리그림 1. DC 모터 구조 그림 2. DC 모터 등가회로 그림 3. DC 모터 회전 원리(로렌츠 힘)전원을 통해 회전자(모터)로 전류가 흐르게 되며, 모터 내 형성된 자기장 영역에서 회전자는 전자기력이 발생해 회전하게 된다. 이 때, 모터의 움직임은 ‘모터 상수’로 설명할 수 있는데 위의 그림에(그림 2) 앞서 정의한 키르히호프의 전압법칙과 운동 방정식을 적용시키면 다음과 같다.V _{i n} =IR+L {di} over {dt} +e _{b}J {d omega } over {dt} +B` omega -T=0e _{b}=K _{v} omega,K _{v} : 속도상수T=K _{T} `i,K _{T} : 토크상수T omega =e _{b} i _{a} `rarrow `K _{T} =K _{v}따라서 속도 상수와 토크 상수는 하나의 모터 상수로 존재하게 되고 DC 모터는 전류에 비례한 속도로 회전한다는 것을 알 수 있다.[2] PID 제어(Proportional-Integral-Differential Control)1. 정의비례와 적분, 미분의 조합을 통해 적절한 값을 도출해 제어에 응용하는 기법이다. 피드백을 통해 제어하고자 하는 대상의 출력값을 측정하여 참조값 혹은 설정값와 비교하여 오차를 계산, 이 오차값을 이용해 제어에 필요한 제어값을 계산하는 방식이다.2. 원리(1) P 제어(2) PD 제어? 설정값과 출력값의 편차에 비례한 제어이다.? 외란, 잔류 편차로 인해 설정값과 출력값이 정확하게 일치하지 못하는 상태가 지속된다.? 위의 그림과 같이 비례게인을 일정이상 높이게 되면 진동하는 현상이 발생한다.? 미분제어를 비례제어에 병렬로 연결, 기존 동작의 편차를 파악해 출력값을 조절한다.? 미분 동작을 통해 오버슛을 줄이고 안정성을 향상시킨다.? 이는 실제로 미분항의 계수가 높아질수록, 그래프의 진동이 감소하는 원리와 동일하다.(3) PID 제어? 비례(P), 적분(I), 미분(D) 제어의 세 부분을 병렬로 조합하여 구성하는 제어기로 P 제어에 I 제어를 더해 정상상태 오차를 줄여주고, 응답 속도를 높여준다.

공학/기술| 2021.11.02| 2페이지| 2,500원| 조회(338)

PID, 기계공학실험, 명지대, PID제어, dc모터, 기공실, 모터 제어 결과

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[명지대 기공실]3D 프린터 실험 평가A+최고예요

Mechanical Engineering Laboratory 2모델링 및 3D 프린터 실습[ 결 과 실 험 레 포 트 ]박 땡 땡 교 수 님601623XX이 X X1. 주제 선정 이유모델을 선정하기 위해, 주어진 조건에 대해 고려했다. 엄지손가락 정도의 규격의 3D printing model을 제작해야 하는 점에서 작은 규격에도 불구하고 개성을 뽐내며 실용성을 갖춘 ‘어몽어스 열쇠고리’를 주제로 선정했다.‘어몽어스’는, 아기자기하고 특색있는 캐릭터 디자인을 바탕으로 젊은 층 사이에서 큰 인기를 끌고 있는 게임으로 다음의 고려 사항에 부합한다 생각했다.▶ 주물보다 효율적인 생산이 가능해야 한다는 점▶ 열쇠고리임으로 무게가 가벼워야 한다는 점,▶ 열쇠고리로 손색없는 내구성이 있어야 한다는 점,▶ 개성있고, 누구나 좋아할 수 있는 인지도와 인기이와 같은 고찰을 통해 최종적으로 ‘어몽어스 열쇠고리’를 주제로 선정했다.그림 1. 캐릭터 원화 그림 2. 모델링1. 3D프린터 종류 및 장단점가. 3D 프린터 종류? FDM방식 : 용융 적층 방식(Fused Deposition Modeling)? SLA방식 : 광경화성 액상수지 조형 방식(Stereo Lithography Apparatus)? SLS방식 : 선택적 레이저 소결 방식(Selective Laser Sintering)? DLP방식 : 광경화 적층 방식(Digital Light Processing)? 그 외 : EBF, DLMS, EBM, SLM, SHS, LOM, DLP 등[1]나. 장단점? FDM방식장점단점(1) 간단한 기계 장치(2) 저렴한 프린터 가격(3) 교육용으로 적합(4) 수지에 색소를 섞거나 다양한 재료와 혼합 가능(1) 다소 거친 출력물 표면(2) 출력의 실패를 줄이는 지식과 노하우가 필요[2](3) 수지의 특성 상 압력과 열에 변형 발생[3]? SLA방식장점단점(1) 빠른 제작 속도(2) 매끄러운 제품 표면(3) 투명 소재 출력 가능(1) 하드웨어·출력 소재의 높은 구매 비용(2) 유지보수 어려움장점단점(1) 빠른 제작 속도(2) 완제품 정교도 높음(3) 철 소재 파트 제작 가능(1) 비싼 하드웨어(2) 전문적 교육 필요(3) 기존 방식에 비해 강도 약함[4]? SLS방식? DLP방식장점단점(1) 빠른 출력 속도(2) 형상·수량 무관한 출력(3) 표면 품질 우수(1) 넓은 면적 출력 시 빛의 왜곡 발생(2) 강도가 약한 출력물(3) 지지대를 만든 경우 가공시간 증가[5]2. 3D 프린팅 프로세스가. Flow Chart그림 3. Flow Chart(1) Modeling : SolidWorks를 이용한 3D Medeling 제작, 이는 3D Scan을 통해서도 가능하지만, 이번 실험에서는 수작업 캐드 모델링을 통해 STL 파일을 생성한다.(2) Slicing : 실험에 사용하는 신도리코 3D 프린터 F1 ECO를 사용함에 있어, 이에 최적화된 S/W ‘3D WOX’를 이용해 3D 프린터가 출력 가능한 데이터를 변환한다. 즉, STL 파일을 사용해 슬라이싱을 진행한다.(3) Printing : 슬라이싱에서 위치와 방향을 설정한 상태에서 3D 프린터를 이용해 제품을 출력한다.(4) Postprocess : 제품 생산 후 남아있는 서포트를 제거하고 표면을 다듬는다. 실제로는 후가공에서 채색과 사포질을 통해 완성도를 높이지만, 저품질로 생산한 제품이므로 이는 생략했다.3. 실험 결과가. 3D 프린터 가공 결과그림 4. 서포트 제거 전 그림 5. 서포트 제거 중그림 6. 결과(전면부) 그림 7. 거친 단면(후면부)가공 결과, 3D 프린터 내 생산 중 바닥면이 되었던 후면부에 서포트가 몰려있었다. 하지만 이는 손으로 쉽게 제거가 가능했지만, 서포트를 제거한 표면은 상당히 거친 결과가 나왔다.하지만 서포트가 사용되지 않은, 전면부와 외형의 외곽은 매끄러운 표면을 보여주었다. 특히나 몸체 부분 표면은 상당히 매끄러워 좋은 그립감을 주었다.열쇠고리 줄 체결 부위는 제대로 제작되지 않았다. 그림에서 확인할 수 있듯, 체결 부위를 서포트가 제대로 받쳐주지 못한 체로 형성되었다.나. 3D 프린터 가공을 위해 고려한 점열쇠고리를 목적으로 제작했기 때문에,▶ 한 손에 들어오는 편안한 그립감▶ 평탄한 바닥면을 통한 안정된 3D 프린팅▶ 구배, 필렛에 서포트가 어떻게 형성되는가(실험목적)▶ 과도한 서포트를 사용하지 않는, 경제적인 설계(1) 한 손에 들어오는 편안한 그립감정해진 규격 내에서도 손에 안정되게 잡히는 이상적인 크기를 결정해 전체적인 수치를 설계했다.높이 방향으로 거칠어질 수 있는 3D 프린팅의 특징을 유의해 과하지 않은 필렛을 주어 매끄러운 표면을 형성했다.(2) 평탄한 바닥면을 통한 안정된 3D 프린팅직립할 수 있도록 하기 위해 평평한 발바닥면을 설계했다.높이 방향을 옆면의 두께 방향으로 설정해 후면부에서 정면부로 제작하는 3D 프린팅을 하였고 이를 위해 어몽어스 캐릭터가 뒤에 착용하고 있는 백팩을 평탄한 면으로 모델링했다.그림 8. 서포트 형성(예상)(3) 구배, 필렛에 서포트가 어떻게 형성되는가제품에 사용되는 필라멘트 못지않게 서포트 또한 사용될 것이라 예상했다.외형의 끝은 모두 필렛은 준 상태로 모델링을 했기 때문에, 그림 9와 같이 외형의 끝점의 탄젠트한 지점에서 수직으로 바닥면까지 내려오는 형상의 서포트가 생길 것을 예상했다.(4) 과도한 서포트를 사용하지 않는, 경제적인 설계그림 9와 같이, 백팩 부분을 제외한 비어있는 후면부의 공간을 서포트가 채워줄 것을 예상했다.따라서 백팩 부분의 두께를 과도하게 설정하지 않았고, 3D 프린팅과 서포트 형성의 효율을 위해 평탄하게 설계했다.5. 결과 및 고찰가. 결과 및 고찰실험 후 고려해볼 사항은 다음과 같다.▶ 제대로 형성되지 않은 열쇠고리 줄 체결 부위▶ 프린팅이 평탄하게 시작되지 않은 바닥면(후면부)▶ 전면·후면부가 옆면에 비해 거친 이유(마감 처리)(1) 제대로 형성되지 않은 열쇠고리 줄 체결 부위제품 머리에 형성되도록 설계한 열쇠고리 줄 구멍은(그림 10) 그림 7, 8과 같이 제대로 형성되지 않았다.열쇠고리 줄 체결 부분에 안정감을 주기 위해 넣어주었던 필렛이 오히려 과도한 살깍기가 되어 여유 공간이 사라져버린 결과로 생각된다.저품질로 진행된 3D 프린팅이지만, 이를 사전에 충분히 고려할 수 있었으므로 충분한 오차범위를 설계하지 못한 결과로 생각된다.그림 9. 체결 부위 모델링(1) 그림 10. 체결 부위 모델링(2)(2) 프린팅이 평탄하게 시작되지 않은 바닥면(후면부)예상과는 달리, 백팩 부분을 평탄하게 제작했지만 무게 중심에 의해 백팩면으로는 직립할 수 없었다.따라서 그림 9과 같이 백팩의 평탄한 면을 통해 직립한 후 3D 프린팅이 이루어질 것이라 예상했지만, 실제로는 3D 프린팅을 그림 12과 같이 백팩의 아래쪽 모서리 부분과 발꿈치 부분이 바닥에 닿은 옆면이 경사진 형태로 제작이 진행되었다.그림 11. 기울게 누운 형상으로 제작된 제품과 서포트백팩의 면적을 크게 했다면, 좀 더 안정적인 3D 프린팅을 기대할 수 있었을 것이며, 제품에 사용되는 서포트의 양도 줄어 후면부의 표면이 좀 더 매끄러워질 수 있었을 것이라 판단된다.(3) 전면·후면부가 옆면에 비해 거친 이유그림 12. 옆면의 살결 방향(빗살 형상)앞서 말했던 대로, 3D 프린팅은 예상과 달리 기울여진 상태에서 진행되었다.그림 12과 같이 옆면의 살결 방향이 경사져있으며, 그것이 전면·후면부로 이어져있는 것을 확인할 수 있다.따라서 높이 방향의 거칠기가 옆면에 나타날 것이라는 예상과 달리, 전면부와 후면부가 실제 높이 방향면이 되었기 때문에 이러한 결과가 나왔다고 판단된다.

공학/기술| 2021.10.15| 3페이지| 5,000원| 조회(468)

기계공학실험, 명지대, 기공실, 3D 프린터, 3d print

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[명지대]관로마찰시험 결과

관로마찰실험 결과1이계한교수님 결과레포트 - 관로마찰시험.hwp1. 이론국소손실gh _{L} =K {V ^{2}} over {2}등가길이L _{eq} = {K} over {f} D _{h}급격확대관K=(1- {A _{1}} over {A _{2}} ) ^{2}급격축소관K APPROX 0.42(1-( {D _{2}} over {D _{1}} ) ^{2} )2. 실험방법1. 관로마찰 실험장치에 순수 물을 주입시킨다.2. 두 개의 유동 조절 밸브를 열고 계의 압력과 유량을 조절한 뒤 눈금을 읽는다.3. 유량은 두 가지 경우를 살펴보며, 수두의 변화와 손실계수를 계산하기 위한 물성치를 측정한다.1Differential Piezometer Head Δh’(mm)EXQty(L)Time(s)Q(L/s)gateProprietary90˚ elbow(1-2)straight13.6mm(3-4)90˚ sharp bend(mitre)(5-6)1stEX16{1L} over {6s} =0.*************702edEX14.16{1L} over {14.16s} =0.*************1. Table▲ 표 1. 실험결과(1-6)Differential Piezometer Head Δh’(mm)EXQty(L)Time(s)Q(L/s)globesudden ex(7-8)straight26.2mm(8-9)sudden con(9-10)smooth bend 150R(13-14)1stEX16{1L} over {6s} =0.1*************2edEX14.16{1L} over {14.16s} =0.*************▲ 표 2. 실험결과(7-14)2. Calculation직경D=13.6mmD=26.2mm1st EX유량Q= {1L} over {6s} {10 ^{-3} m ^{3}} over {1L} =1.667times10 ^{-4} m ^{3} /s속도V= {Q} over {A} = {1.667 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s} over {{pi } over {4} (0.alveEX1K=SG _{Hg} h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =13.6 TIMES 5mm TIMES {1} over {4.87mm} =13.96-EX2K=SG _{Hg} h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =13.6 TIMES 6mm TIMES {1} over {0.875mm} =93.3Gate valveEX1K=SG _{Hg} h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =13.6 TIMES 13mm TIMES {1} over {67.2mm} =2.63EX2K=SG _{Hg} h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =13.6 TIMES 11mm TIMES {1} over {12.04mm} =12.43Sudden expansionEX1K=h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =20mm TIMES {1} over {4.87mm} =4.11EX2K=h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =4mm TIMES {1} over {0.875mm} =4.57Sudden contractionEX1K=h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =90mm TIMES {1} over {4.87mm} =18.48EX2K=h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =20mm TIMES {1} over {0.875mm} =22.9Straight pipe 26.2mmEX1K=h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =20mm TIMES {1} over {4.87mm} =4.11EX2K=h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =10mm TIMES {1} over {0.875mm} =11.43Straight pipe 13.6mmEX1K=h _{L} TIMES {2g} over {V ^{2}} =120mm TIMES {1} over {67.2mm} =1.786EX2K=h _{L} TIMES {2g} over {V er {0.25 pi D _{2}^{2}} ) ^{2} =(1- {13.6 ^{2}} over {26.2 ^{2}} ) ^{2} =0.534EX24.57Sudden contractionEX118.48K APPROX 0.42(1- {D _{1}^{2}} over {D _{2}^{2}} )=0.42(1- {13.6 ^{2}} over {26.2 ^{2}} )=0.307EX222.9Straight pipe 26.2mmEX14.11Re= {rho VD} over {mu } = {999kg/m ^{3} TIMES 0.309m/s TIMES 26.2 TIMES 10 ^{-3} m} over {1.12 TIMES 10 ^{-3} Ns/m ^{2}} =7221.16‘Moody Chart’ : f=0.034 (난류)K=f TIMES {L} over {D} =0.034 TIMES {0.9144m} over {0.0262m} =1.187EX211.43Re= {rho VD} over {mu } = {999kg/m ^{3} TIMES 0.1310m/s TIMES 26.2 TIMES 10 ^{-3} m} over {1.12 TIMES 10 ^{-3} Ns/m ^{2}} =3061.40‘Moody Chart’ : f=0.044 (천이)K=f TIMES {L} over {D} =0.044 TIMES {0.9144m} over {0.0262m} =1.536Straight pipe 13.6mmEX11.786Re= {rho VD} over {mu } = {999kg/m ^{3} TIMES 1.148m/s TIMES 13.6 TIMES 10 ^{-3} m} over {1.12 TIMES 10 ^{-3} Ns/m ^{2}} =13926.06‘Moody Chart’ : f=0.0225 (난류)K=f TIMES {L} over {D} =0.0225 TIMES {0.9144m} over {0.0136m} =1.513EX22.08Re= {rho VD} over {mu } = {999kg/m ^{3} TI5} over {13.6} TIMES 12.04mm=0.1328mm-98.8Sudden expansionEX120h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =0.534 TIMES 4.87mm=2.60mm-87EX24h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =0.534 TIMES 0.875mm=0.467mm-88.3Sudden contractionEX190h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =0.307 TIMES 4.87mm=1.495mm-98.3389EX220h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =0.307 TIMES 0.875mm=0.269mm-98.655Straight pipe 26.2mmEX120h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =1.187 TIMES 4.87mm=5.78mm-71.1EX210h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =1.536 TIMES 0.875mm=1.344mm-86.5Straight pipe 13.6mmEX1120h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =1.513 TIMES 67.2mm=101.7mm-15.3EX225h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =2.42 TIMES 12.04mm=29.1mm16.4+Proprietary 90˚elbow(standard)EX1150h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =1.5 TIMES 67.2mm=100.8mm-32.8EX235h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =1.5 TIMES 12.04mm=18.06mm-48.490˚ sharp bend(mitre)EX1370h _{L} =K` TIMES {V ^{2}} over {2g} =1.1 TIMES 67.2mm=73.9mm-80.0EX2120h _{L} =K` TIMES {V ^{2}}{10 ^{-3} m ^{3}} over {1L} {999kg} over {1m ^{3}} =0.07060.13100.87530.10.4671.3440.2690.0963▲ 표 7. 계산된 손실수두 정리 - 2Fitting실험 No.K(experiment)K(theory)Globe valveEX113.9610EX293.3Gate valveEX12.630.15EX212.43Sudden expansionEX14.110.534EX24.57Sudden contractionEX118.480.307EX222.9Straight pipe 26.2mmEX14.111.187EX211.431.536Straight pipe 13.6mmEX11.7861.513EX22.082.42+Proprietary 90˚elbow(standard)EX12.231.5EX22.9190˚ sharp bend(mitre)EX15.511.1EX29.97Smooth 90˚ bend150mm radiusEX127.70.11EX228.6▲ 표 8. 이론값 K, 실험값 K 정리1. 이론값손실계수를 구하기 위해서 레이놀드 수를 계산해야만 했다. 이 때, 사용한 물의 물성치는 실내 온도가 15.6℃일 때를 기준으로 한 값이기 때문에 실제 실험과 다를 것이다. 따라서 오차 또한 발생했을 것이다.Moody Chart를 통해 마찰계수를 찾는 것을 컴퓨터를 통한 정확한 값 선정이 아닌, 육안을 통한 그래프 해석이었다. 하지만 큰 범위의 그래프에서 미세한 값을 선정하는 것은 어려웠고, 대략적인 수치를 차용했기 때문에 오차가 발생했다고 생각한다. 이러한 원인은 특히나 손실 수두를 계산할 때 가장 큰 오차율을 보여준 ‘Smooth 90˚ bend 150mm radius’에서 Radius/Diameter의 값은 5.725이다. 이에 해당하는 정확한 값을 Moody chart에서 찾을 수 없었다. 즉, 실험에서 사용한 ‘0.11’의 값은 임의 선정된 예상치일 확률이 높다. 이로 인해 오차가 발생했을 것이다.2. 실험장비직접적인 실험은각한다.

공학/기술| 2021.04.15| 6페이지| 3,000원| 조회(315)

기계공학실험, 명지대, 유체, 기공실, 관로마찰시험. PIV

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[명지대]열전달2 기출풀이2

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학교| 2021.03.21| 6페이지| 10,000원| 조회(370)

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[명지대]열전달2 기출풀이1 평가D별로예요

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학교| 2021.03.21| 5페이지| 10,000원| 조회(546)

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