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종이헬리콥터 실험 보고서, 실험계획법

종이 헬리콥터 실험 20141종이 헬리콥터 실험1. 실험 목표? 종이헬리콥터의 구성요소(날개, 몸통, 꼬리)간의 관계(교호작용)와, 각각의 개별적 인자(주효과)가 종이 헬리콥터 낙하시간에 유의한지 분석하고, 그 분석을 Minitab과 실험계획법을 통해 최대의 낙하시간을 위한 비율 또는 길이를 찾는다.2. 측정과정 표준화(1) 측정 준비물A4용지, 초시계, 칼, 자, 필기구(2) 측정 환경`? 모든 실험은 동일한 환경에서 진행한다. (401동 410호)? 실험 시 모든 에어컨 및 난방기 등의 전원을 끄고 창문을 닫는다.(3) 측정 방법? 헬리콥터를 떨어뜨릴 때는 항상 손톱으로 날개를 고정시킨다.? 바닥에 적당한 범위를 설정하고 그 범위 내에 들어가는 헬리콥터만 데이터로 사용한다.? 헬리콥터를 떨어뜨리는 실험자가 하나, 둘, 셋 신호를 외친다.? 시간을 재는 실험자는 지면과 최대한 가까운 시선에서 시간을 측정한다.3. 실험소개? 반응치 : 낙하시간? 인자 수 : 3 , 수준 수 : 2 (저수준, 고수준)인자수준 (2수준 요인배치)저수준고수준X/Y0.20.3A/Y0.40.5C/Y0.30.4YX : 폭의 길이Y : 높이 길이A : 날개의 길이B : 몸통의 길이C : 꼬리의 길이* 이번 실험에서 A/Y, C/Y가 주어지면 B의 길이는 자동적으로 주어지므로 B/Y는 제외? 종이헬리콥터 소개ABCX4. Minitab을 이용한 데이터 분석(1) 데이터 입력? Minitab에서 각 인자별 수준수를 입력하고, 그에 따라 생성된 RunOrder 순으로 실험을 실시하였다.? 실험은 3인자 2수준 실험에 중심점 3개를 포함시킨 것으로 11번의 실험이 필요하였다.? 실험을 끝낸 뒤 StdOrder 순으로 정렬하고 다음 분석을 시작하였다.* 모든 인자들을 포함한 완전요인 배치법 실시(2) 요인효과 분석1) 정규 확률지를 통해 유의한 효과 분석? 정규 확률지를 통해 B인자와 C인자가 유의한 것을 확인 할 수 있었다.2) Session창을 통해 유의한 효과 분석? Session창의 P-value를 통해 B인자(a/y)와 C인자(c/y)가 유의하며 Ct Pt (곡률효과)의 존재 또한 확인 할 수 있었다. (곡률효과의 P값이 0.011이므로)3) Factorial Plot을 통해 유의한 효과 재분석? 위의 그래프에서도 a/y 와 c/y의 기울기로 보아 두 인자의 주효과가 유의하다고 판단되었고, 그 외 교호작용들은 모두 평행하게 표현되어 유의하지 않다고 판단하였다.4) 입방체도(Cube Plot)을 통한 분석? 입방체도에 따라 x/y 저수준, a/y 고수준, b/y고수준일 때 가장 시간이 긴 것으로 판단되었다.5) Pooling 후 데이터 분석? Pooling후의 데이터 또한 유의하다고 판단되었다.(3) 반응표면계획1) 반응표면계획 작성? 완전요인배치법을 통해서 곡률효과의 존재를 파악했다.? 선별실험을 통해 2개의 인자들이 중요하다는 것을 파악한 후, 반응표면을 모형화 하기 위해 그 2개 인자에 대한 반응표면계획을 구성하고자 하였다.? 인자들과 수준으로는 a/y (저수준 0.4 고수준 0.5), b/y (저수준 0.3 고수준 0.4) 이다.2) 요인실험점(Central Composite Circumscribed)을 이용한 반응표면계획 분석? Minitab에서 CCD(중심합성계획)를 생성할 때, 축점의 범위를 명시할 수도 있고 요인배치 실험점의 범위를 명시할 수도 있다. 우리는 후자에 의해 생성된 CCC를 사용하여 분석 하였다.? CCC를 구성하기 위해서 'Cube points'를 선택하였고, 인자의 수준값을 입력한 뒤 얻은 새로운 실험점들이다.? 새로운 실험점들에 대해서 RundOrder순으로 다시 한번 실험을 실시하였고 그에 따른 결과값을 입력하였다. 여기서 1은 요인배치 실험점, -1은 축점 실험점, 0은 중심점 실험점을 의미한다.(4) 반응표면 분석 및 해석1) 데이터 관찰? 데이터의 경향을 보고, 이상치(outlier)의 존재를 파악한다.? Plot을 검토해 보면, 이상치는 보이지 않는다.? Scatter plot을 검토하였다. 반응변수인 시간은 실행순서에 따라 랜덤하게 나타나고 있다.2) 모형구성? AA와 AB를 빼고, 다시한번 분석하였다. 이는 p-value가 0.3이상인 항은 모형에서 제외하기 위함이었고, 그 항을 제거했을 때 adjusted R suqare 값이 개선되었다.3) 잔차 진단? Fits (예측된 값들)와 Deleted residuals (studentized residuals)가 Worksheet에 나타나게 하였다.? 잔차의 정규확률 plot (Normal Probability Plot)으로 잔차들이 대체로 정규분포를 따른다고 파악되었다.? 잔차와 실험순서 (Residuals versus order) plot 으로 특이한 이상점은 발견되지 않았고, 대체로 랜덤하게 분포되었다고 볼 수 있지만, 확실히 랜덤하다고는 할 수 없을 것 같은 그래프가 표현되었다.? 잔차와 반응변수 예측 값(Residuals versus fits) plot 으로, 잔차들이 0을 중심으로 랜덤하게 분포되어있고, 이상점이 존재하지 않는 것으로 보였다.? 잔차와 인자 (Residuals versus variables) plot을 나타내 보았다.? 잔차를 진단할 때 1) 잔차들이 시간 순서에 따라 특별한 경향을 보이는가? 독립적인가? -잔차들이 0주위에 랜덤하게 분포되어 있는가? 2) 잔차들이 일정한 분산을 가지는가? 3) 데이터에 이상점들이 있는가? 4) 잔차들이 정규분포를 따르는가? 5) 아직 설명되지 않은 적합성 결여가 있는가? 등의 과정을 거치는데, 우리 실험결과에 따르면 특별한 경향과 이상치는 가지지 않고 랜덤하게 분포되어 있어 보이긴 하였기만 확실하다고 생각 될 만한 자료가 도출되지는 않았다고 생각하였다.4) 채택된 모형 저장5) 채택된 모형 해석? 위 그림에서 a/y가 0.4950 c/y가 0.3721일 때, 반응변수의 값은 3.6219로 추정됨을 알 수 있었다.? D 값은 종합적 호감도 함수(Overall desirability function)으로써, Setup에서 지정한 최대값인 5에 얼마나 잘 근접한지를 나타내는 척도이다. D값의 범위는 0에서 1까지이다.? 이것은 등고선그림 (Contour Plots)이다. 등고선 그림은 실험결과를 해석하는 데에 있어서 아주 유용한 도구이다. 이 그림으로부터 a/y가 0.5, c/y가 0.375 정도에서 낙하시간이 최대임을 알 수 있었다.(5) 특이사항? 한 학기 동안 진행하여 여러번의 실험을 한 결과 헬리콥터를 떨어뜨리는 사람이 구령을 붙여야 더욱 정확한 측정이 가능하다는 것을 알게 되었다.? 손으로 계속 헬리콥터를 만질 경우 땀이 묻을 확률이 있어 항상 천장에 헬리콥터를 대고 뗄땐 손톱을 이용하였다.? 하루만에 한번에 끝나는 실험이 아니었기 때문에 실험 환경을 동일시 할 필요가 있었고, 또한 모든 외부요인(바람 등)을 최대한 차단하고자 노력하였다.? 최초 날개길이만 조절하여 실험했던 것에 대한 결과는 최종보고서에서 확인하였을 때, 전혀 쓸모가 없었고, 각 날개/몸통/꼬리 간의 교호작용 혹은 비율이 엄청난 차이를 만들어 내서 기존의 일원배치법이 많은 오차를 안고 있다는 것을 깨닫게 되었다.

공학/기술| 2018.12.30| 13페이지| 10,000원| 조회(2,678)

보고서, 실험보고서, 실험계획법, 종이, 헬리콥터, 종이헬리콥터, 종이헬리콥터실험, 종이헬리콥터 실험 보고서

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재료과학 보고서

Material Science 2015 #1What Why is it made of? An aluminum bottle A glass bottle A PET bottleWhy does it use aluminum? When they make a steel bottle, bending and attach each other edge but in case of aluminum bottle, make it without boundary line. Coke has Carbon dioxide so, Coke bottle must not have boundary line. If It has line, the bottle will be burst. So that’s why Coke bottle made of it.Firstly, glass bottle for appearance. And The glass bottle’s Coke looks more amount than other bottle by refraction. Secondly, Coke company used to use glass when they start to make Coke. Last, glass bottle can reuse Why does it use glass?PET is not fragile and lighter than the other materials, so It can include more amount of C ola. Why does it use PET?Material Science 2015 #2Properties of Materials Aluminum Light weight is so light so it’s using for light product Excellent Heat conduction quality 12times better than steel on same weight Excellent E lectrical conduction 2times better than copper on same weight Reflexibility infrared light, visible ray Unpoisonous Aluminum can use for food box ( 경량성 / 열전도성 / 전기전도성 / 반사작용 / 무독성 )Material Science 2015 #3Application of Materials Remote control -plastic, rubber, steel, diode Plastic : Remote control should be light, so plastic cover whole remote control body. Rubber : Button should be soft and make feel comfortable without pain. Steel : Inside of the Remote control, there are lots of circuitry. Diode : Remote control should be show some signals to people{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2018.12.30| 9페이지| 1,000원| 조회(129)

재료, 실험보고서, 재료과학, 재료과학 보고서

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인장 실험 보고서 평가A+최고예요

기계공학실험 보고서[ 알루미늄 인장 실험 ]목차1. 실험 개요2. 실험 목적3. 실험 장비4. 실험 이론 및 방법5. 실험 결과 및 분석 (오차분석 포함)6. 고찰7. 참고문헌 첨부1.실험 개요인장시험은 재료에서 인장시편을 깎아내어 인장시험기에 고정시켜서 시험을 한다. 인장시험편에 서서히 인장하중을 가해서 재료의 항복점·내력(耐力)·인장강도·신장(伸長)·드로잉(drawing) 등 기계적인 여러 성질을 측정하는 시험이다.기계 부품 및 구조물에서 강도 및 가공성의 적합성 파단인장강도, 연신율, 단면수축률, 항복점 등은 기계재료의 성질을 규명하는 중요한 자료이며, 응력과 연신율의 관계를 나타내는 선도는 재료의 변형특성을 나타내는데 꼭 필요한 요소다. 인장시험은 이러한 자료를 얻기 위하여 행해지는 가장 기초적인 실험이다.이번 실험에는 INSTRON5582 제품을 사용하였고 만능지원기라는 이름으로 불린다. 이는 기계식이며 요즘은 유압식으로 활용하기도 한다.2.실험 목적? 포아송비를 구하고 Young’s Modulus의 값을 찾아낸다. 그리고 Strain-Stress 커브를 그려 봄으로써 인장시험의 전반적인 내용을 이해한다.? 기본적인 기계적인 성질에는 최대강도(Maximum Strength), 변형률(Strain), 탄성계수(Elastic Modules), 포아송비(Poison Ratio), 경도(Hardness), 인성(Toughness), 연성(Ductility), 피로강도(Fatigue Strength), 크리프(Creep), 강성도(Stiffness), 파괴인성(Fracture Toughness)등이 있다. 이러한 용어들을 이해한다.? 교과서로서의 인장실험이 아닌 실험을 통한 직접적인 체득으로서 인장시험을 이해한다.3.실험 장비알루미늄 시편strain guageinstron 5582컴퓨터사포접착제⑦Amplifier ⑧Bluehill (프로그램)ㆍstrain guage게이지는 시편에 장착 후 증폭기로 받아온다. 하지만 설치간 오랜시간이 걸려 이번 실험에서는 제외한않고 남는 변형의 성분이 있을 때 소성 변형이라 한다.ㆍstress(변형력)물체에 외력이 작용하였을 때, 그 외력에 저항하여 물체의 형태를 그대로 유지하려고하는 즉, 물체내에 생기는 내력을 말하며 이를 변형력(變形力)이라고도 한다. 응력(변형력)은 작용하는 하중(荷重)의 종류에 따라 전단응력(剪斷應力)·인장응력(장력이라고도 함)·압축응력으로 나눈다. 전단응력은 단면에 평행인 응력(접선 성분)으로 접선응력이라 하고, 인장응력과 압축응력은 단면에 수직인 응력(법선 성분)으로 수직응력 또는 법선응력이라고도 한다. 응력의 세기로는 단위면적당의 힘으로 나타내는 것이 일반적이다.ㆍload(하중)하중은 정하중(靜荷重)과 동하중(動荷重)으로 크게 나눈다. 물체 위에 정치(靜置)된 추와 같이 움직이지 않는 하중을 정하중이라 하고, 매우 느리게 움직여 물체에 대해서 정하중과 같은 작용을 하는 것도 정하중이라고 한다. 예를 들면, 재료시험기에 의한 인장시험과 같은 것이 이에 속한다. 이에 대하여 움직이는 하중을 동하중이라고 하며, 그 작동형식에 따라서 여러 명칭이 붙어 있다. 예를 들면, 교량의 보(girder)에는 움직이지 않는 자중(自重) 외에 그 위를 통과하는 자동차 등의 이동하중이 작용한다.ㆍelongation(연신율)길이 l0인 봉(棒)의 양끝을 크기 F인 힘으로 잡아당겨 늘렸을 때에 봉의 길이가 L로 되었다고 하면, ΔL＝L－l0은 봉이 늘어난 길이이다. 이 값은 일반 탄성체에서는 1보다 훨씬 작다. 힘이 탄성한계 내에서 작용한다면, Δl은 R.훅의 법칙에 따라 가해진 힘의 크기에 비례한다. 이 늘어난 길이를 퍼센트로 나타낸 양, 즉 (Δl/l0)×100이 연신율이 된다.ㆍPoisson's ratio(포아송비)프랑스인 S.D.푸아송이 이론적으로 연구하여 발견하였다. 재료에 어느 한 방향으로 단순한 수직변형력[垂直應力]을 작용시키면, 그 방향에 세로변형 εy 이 생김과 동시에 그것과 수직인 방향에 반대 부호인 가로변형 εx가 생긴다. 이 때 포아송비 ν는 다음과 같이 구성이다.ㆍstrength(강도) : “길이”에 관한.재료에 하중이 걸린 경우, 재료가 파괴되기까지의 변형저항을 그 재료의 강도라고 한다. 인장강도·압축강도·굽힘강도·비틀림강도 등이 있다. 인장강도는 시험편을 서서히 잡아당기는 인장시험으로 측정하며, 압축강도는 짧은 기둥모양의 시료에 축방향으로 압축하중을 가하여 측정한다. 비틀림강도는 둥근 기둥모양의 시료가 비틀림에 의해 파괴되었을 때 가해진 비틀림 모멘트로부터 계산에 의해 구한다.ㆍrigidity(강성) : “변형률”에 관한.재료가 탄성변형을 할 때 재료는 그 변형에 저항하는 성질이 있는데, 이 변형에 저항하는 정도를 나타낸 것. 탄성체에 외력이 가해졌을 때의 변형은 힘이나 모멘트의 크기 외에 탄성체의 형상, 지지 방법, 재료의 탄성계수 등에 따라 달라진다. 일반적으로 재료의 강성은 단위변화량에 대한 외력의 값으로 나타낸다. 인장에서는 신장은 외력에 비례하는데, 단위신장을 주는 외력을 신장강성이라고한다. 빔을 구부릴 때 빔의 처짐곡선의 곡률은 굽힘 모멘트 M에 비례하며, (탄성률 E)×(단면 2차 모멘트 I)에 반비례한다. 곡률은 굽힘 모멘트 M이 같아도 E×I가 작을수록 크다. 즉, EI는 처짐곡선에서 곡률의 크기를 나타내는 계수이다. 이것을 굽힘강성이라고 한다. 또, 봉을 비틀 때, 단위길이당의 비틀림각은 비틀림 모멘트에 비례하나, 단위 비틀림각을 주는 비틀림 모멘트를 비틀림 강성이라고 한다.②strain guage의 원리게이지는 시편에 장착 후 증폭기로 받아온다. 하지만 설치간 오랜시간이 걸려 이번 실험에서는 제외한다.지그재그 모양으로 붙인 저항선 게이지로, 소용돌이형의 금속박을 붙인 소자도 있다. 저항선을 신축(伸縮)하면 그 저항값이 변화하는 성질을 이용하여 물체 표면에 게이지를 붙이고 이것을 브리지의 1변으로 하여 힘의 미소 변화를 브리지의 불평형 전압으로 변환해서 꺼내는 데 이용한다. 왜율계, 압력계, 하중계 등에 이용되고 있다.ㆍWheastone Bridge(휘스톤 브릿지)4개의 저항이 연결되어 있 선형적으로 증가하다가 항복점을 지나서 소성변형이 일어나기 시작한다. 그 증가율이 완만해져서, 어느 최대점을 지나면 인장에 의한 단면적의 감소로 인장하중이 다시 감소하다가 파괴하게 된다. 이 인장하중이 최대가 되는 점에서의 응력이 재료의 극한강도이며, 재료가 파괴될 때 응력인 파단강도(fracture strength)는 극한강도와는 구별된다.2)Yield Strength(항복강도)(5)항복점이 뚜렷하지 않는 재료에서는 탄성 회복의 정도를 판단하는데 쓰고자 위의 항복점에 해당하는 점으로써 항복강도를 정하며, 보통 0.2%의 영구연신율이 생기는 점으로 한다. 상부항복점, 하부항복점, 항복강도 또는 인장강도를 구하기 위한 하중의 읽음은 적어도 그 크기의 0.5%까지로 한다. 항복점과 항복강도 및 인장강도의 수치는 첫째 자리에서 끝맺음한다. 다만 응력의 측정치가 10㎏/㎟인 경우에는 유효 숫자 2자리가 되게 수치를 끝맺음 한다. 지정된 작은 소성 변형률을 일으키는데 요구되는 응력이다.이 성질의 일반적인 정의는 응력-변형률 곡선 상에서 탄성영역의 직선에 평행하게 지정된 변형률을 상쇄시킨 점에서 시작하는 직선을 그려 곡선과 교차하는 점으로 정의되는 상쇄 항복강도(offset yield stress)이다. 미국의 경우 상쇄량이 주로 0.2%(?=0.02)나 0.1%(e=0.01)로 규정으로 규정하고 있다. 규정도니 영구연신률 ε=0.2%인 경우 항복강도는 다음과 같다.P0.2%strain offsetσ0.2%=──────A?3)Rupture(파단)고응력이나 압력차 또는 부분적인 과대한 힘의 작용으로 모재(母材)가 심하게 손상되는 현상을 말한다. 파괴에는 연성파괴, 취성파괴, 크리이프 파괴, 피로현상, 부식파괴 등이다. 연성파괴는 연성재료에서 변형이 진행된 결과, 국부적 수축이 일어나서 파괴하는 것이며, 상온에서 금속재료의 대개는 이 현상에 의한 파괴를 발생한다. 취성파괴는 취성재료에 소성변형을 일으키지 않기 위해, 항복현상을 나타내지 않은 체 파괴를 일으킨다. 금속이 상온(F/A0) B)Actual stress (F/A)ㆍ연성(ductile) 재료일반적으로 구조용 강은 명확한 항복점까지 선형적인 응력-변형도 관계를 보인다 그림1은 이 선형구간을 탄성 구간이라 하며, 그 기울기를 탄성계수 또는 영의 계수로 일컫는다. 변형이 계속되면 변형경화로 인해 응력은 항복강도에 이를 때 까지 커지게 된다. 이 지점까지 재료의 단면의 넓이는 포아송비에 따라 균일하게 감소하지만, 이 지점을 넘으면서 특정한 구간의 단면의 넓이가 더 급격하게 감소하는 ‘네킹현상’이 발생하며, 이에 따라서 진응력은 재료가 파괴될 때 까지 증가하게 된다. 그러나 공칭 응력-변형도 선도에서 이는 응력의 감소로 나타난다. 재료는 결국 불안정한 넥(neck)으로 인해 파괴에 이르게 된다.강을 제외한 대부분의 연성금속은 명확한 항복점을 갖지 않는다(그림2). 이런 재료에서 항복 강도는 보통 ‘오프셋 방법’을 통해 정할 수 있는데, 이는 선형 구간과 같은 기울기를 갖는 직선을 가로좌표의 어느 특정한 점(종종 0.2%)을 지나게 할 때 생기는 응력-변형도 선도와의 교점으로 항복 강도를 정하는 방법이다.ㆍ취성(brittle) 재료콘크리트나 세라믹 등의 취성 재료는 항복점을 갖지 않는다. 이런 재료에 있어서는 파괴 강도와 극한 강도가 같게 나타난다.(그림3)④실험방법1)버니어 캘리퍼스를 이용하여 시편의 치수를 측정한다.2)사포를 이용하여 strain guage가 부착 될 시편의 가운데 부분에 기스를 낸다.3)시편에 센터라인을 표시 후 순간접착제를 이용하여 strain guage를 센터라인과90°가 되게 부착한다.4)instron에 알루미늄 시편을 단단히 고정시킨다.5)인장실험을 시작한다.6) 데이터 정리 한다. (Blue-hill data)7) Matweb사이트 선정5.실험 결과 및 분석strain=extension/L, stress=load/A포아송비=-(가로방향 변형률/축방향 변형률)두꼐(mm)너비(mm)길이(mm)12.9412.2249.9722.9312.3749.9532.93

공학/기술| 2018.12.30| 15페이지| 1,000원| 조회(398)

인장시험, 기계공학실험, 보고서, 기계공학, 인장실험, 인장

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경도 실험 보고서

기계공학실험 보고서[ 로크웰 경도 측정 실험 ]목차1. 실험 개요2. 실험 목적3. 실험 이론4. 실험 기구 (실험 장치)5. 실험 방법6. 실험 결과7. 결과 분석8. 오차 해석9. 고찰10. 출처1. 실험 개요경도를 측정하는 시험으로서 경도를 측정하고자 하는 시편을 로크웰경도기를 사용하여 재료의 경도를 측정한다. 또한 경도는 한물체가 다른 물체로부터 외력을 받았을 때에 이 외력에 대한 저항의 크기를 나타내는 기준이 된다.이번 실험은 공학에서 널리 사용되는 압입저항의 측정을 목적으로 한다. 충격경도시험에는 일정한 형상과 중량을 갖는 다이아몬드 해머가 일정한 높이에서 시험편에 낙하되었을 때 반발높이로부터 경도를 측정한다. 압입경도시험에서 브리넬, 로크웰, 비커스, 마이어, 누프 경도시험 등이 있다.2. 실험 목적1) 일반적으로 경도 실험은 재료의 경도를 분석하기 위해 실험2) 경도 실험을 통하여 인장강도와 같은 재료의 다른 성질도 파악가능3) 경도 값으로부터 강도를 추정하고 싶은 경우 또는 경도 값으로부터 시편의 가공 상태나 열처리 상태를 비교하고 싶은 경우 실험3. 실험 이론1) 경도물질의 단단함과 무른 정도를 나타내는 것을 경도라고도 하며 1772년에 프랑스의 R.A.레오뮈르가 긁은 자국의 크기로 굳기를 처음으로 측정하였고, 1822년에는 독일의 F.모스가 광물의 굳기를 나타내는 척도를 정하였다. 이 방법은 무른 활석에서 단단한 다이아몬드에 이르기까지 10단계의 광물을 정하고, 미지의 재료 표면을 문질러 그 표면에 자국이 생기는 것으로 굳기를 정하는 것이다. 이것을 모스경도라고 한다. 요즈음은 이것을 15단계로 나누어서 새로운 모스척도로 정하여, 경도 8.5, 경도 10 등으로 경도를 표시한s다. 공업 면에서도 경도를 측정하는 경우가 많다. 예를 들면 금속의 열처리 효과나 균질성을 조사하는 데에는 경도를 시험하는 것이 가장 좋다.2) 강성탄성체에 외부의 힘이 가해졌을 때의 변형은 힘이나 모멘트의 크기 외에 탄성체의 형상, 지지방법, 재료의 탄성계수 등에 따라서 달라진다. 일반적으로 재료의 강성은 단위변화량에 대한 외력의 값으로 나타낸다. 인장에서 신장은 외력에 비례하는데, 단위신장을 주는 외력을 신장강성이라고 한다. 빔을 구부릴 때 빔의 처짐곡선의 곡률(曲率)은 휨모멘트 M에 비례하며, (탄성률 E)×(단면 2차 모멘트 I)에 반비례한다. 곡률은 휨모멘트 M이 같아도 E×I가 작을수록 크다. 그러므로 EI는 처짐곡선에서 곡률의 크기를 나타내는 계수이다. 이것을 휨강성이라고 한다. 또 막대를 비틀 때, 단위 길이 당의 비틀림각은 비틀림모멘트에 비례하지만 단위 비틀림각을 주는 비틀림모멘트를 비틀림강성이라고 한다3) 강도재료에 하중이 걸린 경우, 재료가 파괴되기까지의 변형저항을 그 재료의 강도라고 한다. 인장강도·압축강도·굽힘강도·비틀림강도 등이 있다. 인장강도는 시험편을 서서히 잡아당기는 인장시험으로 측정하며, 압축강도는 짧은 기둥모양의 시료에 축방향으로 압축하중을 가하여 측정한다. 비틀림강도는 둥근 기둥모양의 시료가 비틀림에 의해 파괴되었을 때 가해진 비틀림 모멘트로부터 계산에 의해 구한다.4. 실험 장치※ 로크웰 경도 시험기1) 시험기는 일정기간마다 점검을 받아야 하며, 수시로 로크웰경도 시험용 기준편 을 사용하여 측정하여 사용 압입자의 유무를 확인해야 한다.2) 다이아몬드 압입자는 사용 중 시험편과 접촉하는 부분에 흠이나 결손 등의 이 상이 생겼을 경우에는 사용 불가, 강구 입자는 사용 중 영구변화가 일어나 하중 을 가하는 방향과 이에 직각인 방향과의 지름의 차이가 0.01mm를 초과하는 경 우에는 사용불가능 하다.5. 실험 방법1) 실험 전 시험기의 영점 조절을 한다.2) 주 하중을 150kg_f에 조정한다.3) 시편을 바닥면과 밀착되게 올려놓고 레버를 돌려 압자에 가까이 한다.4) 레버를 돌려 표시계의 치수가 시험 기준치 360에 근접하게 조절하고 핸들을 돌려서 360.0정도에 맞춘다.5) 시작버튼을 눌러 주하중을 가한다.6) 데이터 값을 기록한다.7) 동일 시편으로 핸들을 풀어서 다른 위치에서 실험을 반복한 후 데이터 값을 기록 한다.8) 시험을 8회 실시 하여 얻는 데이터 값의 평균값을 구한다.6. 실험 결과실험차수12345678측정값(HRC)35.134.934.336.934.934.534.934.2* 측정값의 평균값 ={최대,`최소값을`제외한`측정값의`합} over {실험`차수} ={35.1+34.9+34.3+34.9+34.5+34.9} over {6} =`29.26```````````##` THEREFORE `평균`=`HRC````29.267. 결과 분석8. 오차 해석가. 오차원인분석1) 많은 횟수의 실험으로 인한 잔류응력이 실험에 오류로 분석2) 실험기구의 완벽히 정확한 영점조절 불가능3) 압입자의 반복 사용으로 인한 압입자의 마모의 영향으로 오차가 발생4) 시편 표면의 미세한 이물질로 인하여 오차가 발생5) 하중이 시편의 단면에 수직으로 작용하지 못했을 경우 오차가 발생나. 해결 방안1) 시편을 일정 횟수의 실험 마다 교체를 해줌으로써 잔류응력이 남아있는 부분을 피해 실험 (시편의 가장자리에서 실험)2) 압입자를 일정 횟수의 실험 마다 교체를 함으로써 해결

공학/기술| 2018.12.30| 6페이지| 1,000원| 조회(360)

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휘스톤브릿지 실험 보고서

기계공학실험 보고서[ Wheatstone Bridge 저항 실험 ]목차1. 실험 개요2. 실험 목적3. 관련 이론4. 실험 장치5. 실험 방법6. 실험 결과7. 오차 해석8. 고찰9. 참고 문헌1. 실험 개요Wheatstone Bridge 저항실험을 통해 미지의 저항 값을 구해내는 실험이다.이번 실험에서 휘스톤 브릿지 회로를 구성하고 실제 미지의 저항값을 알아내기 위해 상황을 가정한다. 3개의 저항값을 알고 있는 상태이며 1개의 미지 저항값을 구하기 위해 Breadboard, DC Power Supply 등을 구성한다.마지막으로 모든 값을 측정하고 난 뒤 저항값을 계산하고 저항측정기를 통해 측정한 저항값과의 오차를 분석하고 그 원인에 대해 파악한다.2. 실험 목적1) 휘스톤 브릿지 회로를 구성해 본다.2) 휘스톤 브릿지 회로의 저항에 대한 공식을 연구한다.3) 멀티미터 및 전압/저항 측정 기계를 활용해 본다.4) Wheatstone Bridge를 사용하여 미지저항을 측정한다.3. 실험 이론1) Wheatstone Bridge휘스톤 브릿지 방법은 Current 방법보다 오차가 적어 미지의 저항을 측정하는데 사용하는 장치이다.아래 그림에서 R1, R2의 저항값은 이미 알고 있으며, R3는 가변 저항으로 저항값을 변화시킬 수 있는 저항이다. Rx는 측정하고자 하는 미지의 저항이다.가변 저항 R3을 적당히 조절해서 검류계에 전류가 흐르지 않으면 B점과 C점의 전위는 같다. 그러므로 A와 B 사이의 전위차와 A와 C 사이의 전위차는 같다. VAB=VAC마찬가지로 B와 D 사이의 전위차와 C와 D 사이의 전위차는 같다. VBD=VCD그러므로 VAB=VAC에서 I1R1=IxRx가 되고 VBD=VCD에서 I2R2=I3R3가 된다. 여기서 I1=I2, Ix=I3이므로 R1R3=R2Rx이다. R1, R2, R3의 저항값은 이미 알고 있으므로 Rx의 값은 다음과 같다.2) 저항 ( Resistance )전류가 흐르는 것을 막는 작용. 단위는 옴(Ω)1Ω=1V의 전압을 가한 때, 1A의 전류가 흐르는 도체의 저항이다.[도체의 형태와 저항] 저항 R은 길이 l에 비례하고 단면적 S에 반비례한다.[저항률] 도체(導體) 1m3의 정육면체가 마주보는 면 A, B 사이의 저항을 말한다.4. 실험 장치1) 전압, 저항 측정기? 자기장 속을 지나는 도선에 흐르는 전압/전류의 세기에 비례하여 도선이 힘을 받는 원리를 이용한 기구이다. 이 때 힘을 받은 도선의 회전각이 전류의 세기에 비례하도록 눈금을 만들어 전류의 세기를 측정한다.2) Bread Board? 간단하게 말하면 ‘실험모형‘을 의미한다.? 일반 사용자용회로에 대하여 특정 기능의 추가, 변경을 할 수 있도록 소켓 등을 갖추어 세트로 한 것이다. 브레드보드란 판에 IC나 LSI 기타를 담은 모습이 각종 트레이 등의 판에 담은 것처럼 보이기 때문이다.? 회로의 기능 수행도를 확인키 위해 Discrete(이산) Component나 부분적 Integrated(집적) 부품을 사용한 회로 모의 실험을 위한 것이다.(circuit simulation)3) DC power supply? 직류 전원을 공급해주는 장치를 의미한다.? 전압,전류를 마음대로 조절할수 있고, 한개의 출력뿐 아니라 2개~3개의 출력도 가능하다.5. 실험 방법1) Bread Board와 DC Power Supply를 구성하고 구성품을 셋팅한다.2) Wheatstone Bridge를 미리 구성해 본다. 미지의 저항값을 정한다.3) Bread Board에 Wheatstone Bridge를 구성한 대로 회로를 연결한다.4) 모든 연결 후 우선 전류/전압계를 통해 알아야 할 3가지의 값을 구한다.5) 미지의 저항값을 계산해 본다.6) 실제 저항값이 얼마인가 측정해 본다.7) 실제로 계산한 값과 측정한 값을 오차를 비교해 본다.6. 실험 결과* 총 3번의 실험 반복을 목적으로 하였으나 시간 관계상 1번의 실험으로 결과값을 비교해 보았다.Vin=10V ; R1=R2=R3=2kΩ ; Rx=?측정값(Vo)계산값(Rx)측정값(Rx)△Rx-3.92V242Ω235Ω7ΩVo = -Vout = Vd-Vc = 1.05-4.97 = -3.92R4 = Rx7. 오차 해석? 오차는 7옴으로 (242-235)/242 = 0.0289, 즉 2.89%의 오차가 난 것으로 나타났다.? 오차율만 따지면 10%내에 드는 작은 오차로 간주 할 수 있으나 상황에 따라 큰 오차가 될 수도 있다.? 오차가 발생한 원인해석으로1) 계산 과정에서 반올림 한 값에 대한 오차2) 실험 과정에서 완벽하게 측정하여 자세하게 반영하지 못한 기계상의 수치 오류3) 실제 저항값 측정 과정에서의 오류 등을 할 수 있다.8. 고찰이번 Wheatstone Bridge 실험을 통해 Bread Board라는 모의 실험 기구를 처음 경험 해 보았고, 그와 관련된 기구들을 활용하면서 직접 측정을 해 보니 미지의 저항값을 구하는 Wheatstone Bridge 실험을 이해하는데 훨씬 수월했다.직접 관련된 값들을 구하고 식에 대입시켜 측정값과 결과값을 차이를 확인했고, 많은 기계들을 활용해 측정을 많이 하는 실험이다보니 오차값을 크지 않은 것으로 분석됐다.

공학/기술| 2018.12.30| 7페이지| 2,000원| 조회(891)

기계공학실험, 휘스톤브릿지, Wheastone Bridge

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