기계공학실험 ? 인장실험1. 실험목적재료의 인장력에 대한 탄성적 성질, 소성변형 저항 및 파단 강도를 측정하는 것을 주된 목적으로 하는 시험을 인장 시험(Tensile test)라고 한다.이장 시험은 재료의 강도를 측정하는 가장 기본적인 시험으로 간단한 조작으로 정확한 결과가 얻어진 뿐만 아니라, 인장하중을 걸었을 때 재료에 생기는 변형저항의 상태를 조사해 봄으로써 그 밖의 하중을 걸었을 때의 저항변형도 추측할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다.철강과 같은 연성 재료에 대해서는 인장강도, 항복점, 신율, 단면 수축률을 주철과 같이 취성재료에 대해서는 인장강도를 주로 측정한다.본 실험에서는 판재시편을 인장 시험하여, 그로부터 얻은 하중-변위 선도로부터 재료의 기본특성을 구하는 요령을 터득하는데 중점을 둔다.2. 용어설명(1) 응력(Stress)응력은 단위 면적당의 하중으로 정의되며 단위는 Mpa을 사용한다. 현장에서는 응력의 단위로kgf/mm ^{2}를 많이 사용하고 있다. 여기에서 M은10 ^{6}을 나타내는 접두어이며 pa(파스칼)은1N/m ^{2}으로 정의된다.평균응력 (sigma ) = 하중 (P) / 봉의 단면적 (A)(2) 변형률(Strain)변형률은 단위 길이당의 길이의 변화로 정의되어 단위가 없이 %등으로 정의된다. 예로 인장 하중 P에 의하여 최초 길이l의 봉이delta만큼 늘어났다면, 신장량delta와 최초 길이l과의 비를 인장변형률이라 한다.인장변형률 (epsilon) = 신장량 (delta) / 최초길이 (l)(3) 공칭응력(Engineering strees,sigma _n)시험편에 가한 하중을 변형 전 시험편의 초기 단면적으로 나눈 값을 나타낸다. 일반적인 응력-변형율 선도에서 나타내는 응력은 각 하중을 시험편의 초기 단면적으로 나눈 값이고, 비례한도, 탄성한도, 항복점, 극한강도 등은 이러한 공칭응력으로 나타나는 값이다.sigma_n = P overA_0(4) 진응력(True stress,sigma _{t})실제는 시험편 길이의 증가와 더불어 단면적은 점차 감소하여 항복점까지는 그 변화가 대단히 적지만 항복점을 넘으면 단면적의 감소가 급격하게 커진다. 시편에 하중을 가하기 시작하여 길이가 늘어남에 따라 시편의 실제 단면적은 점차 감소하므로 순간순간의 응력은 그 순간의 하중을 그 순간의 단면적으로 (A _{t}) 나누어 구할 수 있는데 이를 공칭응력에 대하여 진응력이라 한다.sigma _{t} = {P} over {A _{t}}#````````= {P} over {A _{o}} {A _{o}} over {A _{t}} = {P} over {Ao} {P} over {l _{o}} = {P} over {A _{o}} (1+e)(5) 공칭변형률(Engineering strain,e)시험편의 늘어난 길이(DELTA l)를 초기 표점거리 (l _{o})로 나눈 값으로 나타낸다.e=(l-l _{o} )/l _{o} = DELTA l/l _{o} `,` {l} over {l _{o}} =1+e(6) 진변형률(True strain,epsilon )재료가 하중을 받으면 길이가 계속 늘어나게 되며 실제 변형률은 순간 순간 표점 거리에 대한 비율로 나타내어야 한다. 이를 진 변형률(또는 대수 변형률)이라 한다. 탄성영역 내에서는 공칭 변형률과 큰 차이가 없으나 소성영역으로 들어가게 되면 길이 변화가 커지게 되므로 차이가 커지게 된다. 진 변형률의 변화d epsilon =dl/l로 표시되므로 진 변형률은 다음과 같다.epsilon = int _{l _{o}} ^{l} {d epsilon } = int _{l _{o}} ^{l} {{dl} over {l} =ln( {l} over {l _{o}} )} 이를 공칭변형률과 비교하면 다음의 상관관계를 가지게 된다.varepsilon =ln(1+e)(7) 탄성변형재료에 하중이 가해지면 변형되지만, 하중을 제거하면 변형 전의 상태로 되돌아가는 변형, 보통 탄성 한도 내의 변형을 말한다.연강에 하중을 가한 때. 점 K의 하중으로는 OB만 변형하고 있다 하중을 제거하면, OA의 영구변형이 남지만 소멸한 변형 AB은 탄성 변형이다.(8) 소성변형응력이 제거된 후에도 소실되지 않는 변형을 소성 변형 또는 점성 변형이라고 한다. 재료를 전연하거나 연신, 단압하면 소성 변형을 가한 것이 된다. 소성 변형 중에도 탄성 변형을 포함하는 경우가 있으나, 이때는 탄성 변형을 제거한 나머지를 순수한 소성 변형이라고 한다.(9) 변형경화위 그림은 인상시험에서 하중-변형량 선도를 얻을 때 나타는 인장시험편의 형상변화이다. 중간부분에서 국부적인 수축(네킹)을 나타내며 이 부분이 파단된다. 이와 같이 단면은 점차 줄어지고 시험편 표점거리 L은 점차 늘어난다. 이와같이 재료가 소성변형을 받고도 큰 응력에 견딜 수 있는 성질을 변형경화(strain-hardening)또는 가공경화(work-hardening)이라 한다.(10) 탄성계수(Modulus of elasticity)탄성계수는 고체역학에서의 재료의 강성도를 나타내는 값이다. 탄성계수는 응력과 변형도의 비율로 정의된다. 재료의 시험편에 대한 인장 또는 전단 시험으로 얻은 응력-변형도 선도의 탄성 구간 기울기로부터 탄성 계수를 결정할 수 있다. 인장 탄성 계수는 ‘영률’이라고도 불리는데, 이는 영국의 학자인 토마스 영의 이름을 따서 붙여진 것이다. 탄성계수는 하중에 대한 재료의 반응을 계산할 수 있게 한다. 예를 들어, 인장이 작용하는 강선이 얼마나 늘어날 것인지, 또는 압축을 받는 기둥이 어떤 하중 아래에서 좌굴될 거인지를 예측할 수 있다.(11)연성재료, 취성재료파단이 일어나기까지 큰 변형률에견디는 재료를 연성재료라 부르고 인장할 때 비교적 작은 변형률 값에서 파단을 일으키는 재료를 취성재료라 한다. 연성재료의 장점은 하중이 아주 클 때 눈에 현저하게 보이는 재료의 변화가 일어나기 때문에 실제 파단이 일어나기 직전에 예방조치가 가능하다. 연성재료는 연강, 알루미늄, 구리 및 합금 등이며 취성재료는 콘크리트, 주철, 세라믹 재료 등이다.3. 그래프 작성l _{ o}=50mm,A_{ O}=12.5mm ^{ 2} 공칭응력 : 하중/A_O, 공칭변형률 :거리/l _{ o} 진응력:sigma _{t} = {P} over {A _{t}}#````````= {P} over {A _{o}} {A _{o}} over {A _{t}} = {P} over {Ao} {P} over {l _{o}} = {P} over {A _{o}} (1+e) 진변형률:varepsilon =ln(1+e) (진응력-진변형률)비례한도극한강도 (공칭응력-공칭변형률)비례한도극한강도 (진응력-진변형률)비례한도극한강도 (공칭응력-공칭변형률)비례한도극한강도냉연강판의 진응력과 변형률진응력(MPa)변형률672.720.27432672.720.27434672.720.27436672.720.27438672.880.27442672.880.27444672.880.27446672.880.27448672.80.2745672.80.27454672.80.27456672.80.27458알루미늄의 진응력과 변형률진응력(MPa)변형률160.720.03824
유체역학 실험 ? 부체의 안정성1. 실험목적부력의 작용하는 형태의 부체들을 부체 안정 실험 장치를 사용하여 다양한 높이에서의 중력중심에 대하여 분석 및 계산을 수행하고 계산한 안정성에 관하여 비교하여 본다.2. 실험관련내용그림 1 부양 폰툰(pontoon) 장치▶GM : 메타센터그림 2 메타센터 높이 GM 배가 똑바로 떠 있을 때 부력의 작용선과 경사된 때 부력의 작용선이 만나는 점을 메타센터(Metacenter, M)라고 한다. 메타센터는 미소 각도 경사에서 이동이 거의 없으므로 고정된 점이라고 볼 수 있다. 무게 중심에서 메타센터까지의 높이를 GM 또는 메타센터 높이라고 하는데 GM의 크기로써 배의 안정성을 판단할 수 있다.잔잔한 수면 위에 똑바로 떠 있는 배에서는 무게 중심과 부심이 같은 수직선 위에 있다. 그러나 10°이내의 미소 각도로 배를 경사시키면 부심은 침하부의 체적 중심으로 이동하게 된다. 이 때 이동한 부심에 대하여 수선을 세워서 메타센터를 구한다.GM에 따른 선박의 상태- GM이 0보다 큰 경우 : 선박의 안정상태 -> 메타센터 M점이 무게중심 G점보다 위쪽에 위치- GM이 0인 경우 : 선박의 중립평행상태 -> 메타센터 M점과 무게중심 G점이 같은 점에 위치- GM이 0보다 작은 경우 : 선박이 불안정하여 전복 -> M점이 G점보다 아래쪽에 위치그림 3 GM에 따른 선박의 안정성[출처] 선박의 복원성|작성자 꿈꾸는몽이▶CM : 경심부체가 미소각 경사진 경우, 가상 회전중심을 의미하며. 수중에 뜬 물체가 기울어져 있을 때 부심을 지나는 연직선과 부축과의 교점이다. 기울기 중심이 무게중심보다 위에 있으면 물체는 균형이 있어 안정적이고, 밑에 있으면 불안정하다. 이것은 선박 안정성에 직접적으로 관계하는 중요한 문제이다.선박이 해면에 똑바로 떠 있을 때 무게중심과 부력중심은 동일 연직선상에 있다. 선박이 기울었을 때 해면 아래에 있는 부분은 모양이 변하므로 부력중심이 이동한다. 이 때 선박에 작용하는 힘은 수직 하향 중력과 상향의 부력에서 작용점게중심보다 위에 있어야 한다.기울기 중심의 높이(기울기 중심과 무게중심 사이의 거리)가 높을수록 복원력이 커서 기운 선박이 빨리 원위치로 돌아오지만 기울기 중심 높이가 낮으면 복원력이 작기 때문에 원위치로 돌아오는 속도가 늦다. 기울기 중심 높이는 선박의 롤링 주기와도 관계가 있는데, 그것이 작을수록 롤링 주기가 커서 선박의 흔들림이 작다. 반대로 그것이 큰 경우에는 주기가 작기 때문에 선박이 심하게 움직이고 흔들린다.그림 4 경심을 통한 선박의 안정성3. 실험방법(1) 마그네틱 무게를 포함한 장치의 전체 무게를 기록한다.(2) 장치에 달린 줄을 보고 장치의 기울임이 없는 정지한 상태로 만들어준다.(3) 추를 장치의 수평변위와 높이를 각각 바꾸어가며 장치의 기울임 정도를 측정하여 기록한다.그림 5 실험 측정값4. 실혐결과(1)실험데이터추의 높이[㎜]추의 수평 변위당 각도[˚]-45-30-150153045[㎜]y _{1} =105-6.5-4.5-2.502.54.56.5y _{2} =165-5.5-3035.5y _{3} =225-7-3.503.57y _{4} =285-8-4.504.58y _{5} =345-606(2)이론적계산 (theta =0)BMh(흘수)ACM90.5mm37.7mm41.3mm71.65mm전체무게 : W수평 이동추 : w폰툰의 전체무게중심 : G폰툰의 부력중심(부심) : B수면에 의해 구분된 점 : C바닥으로부터의 추까지의 높이 :y _{1}바닥에서 무게중심까지의 거리 :bar{y}푼톤의 폭 : D푼톤의 길이 : L폰툰의 침수로 인해 배제된 물의 체적 :V= {W} over {rho }너비의 2차 모멘트 :I= {LD ^{3}} over {12} TIMES 10 ^{-12}그림 6 폰툰의 표준치수흘수(침수깊이) : Depth of immersion : h수면에서 부심까지 깊이 : CB수면에서 경심까지 높이 : CMW = 2760gw = 388gD(폭) = 203mmL(길이) = 360mmG(무게중심)=56mmI =2.5 TIMES 10 ^{-4}56mmy _{1}=105mm,bar{y}=56mm,{w} over {W} = {0.388kg} over {2.760kg} image 0.140A= bar{y} -y _{1} {w} over {W} =56-105 TIMES 0.140=41.3mm◆bar{y}측정bar{y} _{2} =y _{2} {w} over {W} +A=165 TIMES 0.140+41.3=64.4mmbar{y _{3}} =y _{3} {w} over {W} +A=225 TIMES 0.140+41.3=72.8mmbar{y _{4}} =y _{4} {w} over {W} +A=285 TIMES 0.140+41.3=81.2mmbar{y _{5}} =y _{5} {w} over {W} +A=345 TIMES 0.140+41.3=89.6mm추높이(mm)bar{y}(G)y _{1} =10556mmy _{2} =16564.4mmy _{3} =22572.8mmy _{4} =28581.2mmy _{5} =34589.6mm② 2차 모멘트(I)를 계산I= {LD ^{3}} over {12} TIMES 10 ^{-12} = {360 TIMES 203 ^{3}} over {12} TIMES 10 ^{-12} =2.5 TIMES 10 ^{-4} m ^{4}③ 배제된 물의 체적(V)을 계산(∴배제된 물의 체적이란 물체의 무게만큼의 물의 체적을 말한다.)V= {W} over {rho } = {2.760} over {1000} =2.760 TIMES 10 ^{-3} m ^{3}④barBM~을 계산BM`=` {I} over {V} `= {2.5 TIMES 10 ^{-4}} over {2.760 TIMES 10 ^{-3}} =0.0905m=90.5mm⑤ 흘수(침수깊이,h)를 계산h= {V TIMES 10 ^{6}} over {LD} = {2.760 TIMES 10 ^{-3} TIMES 10 ^{6}} over {360 TIMES 203} =0.0377=37.7mm⑥ 수면으로부터 부심까지의 길이를 계산 (barCB~)CB=2} =18.85mm⑦ 수면으로부터 경심까지의 길이를 계산 (barCM~)CM=BM-CB=90.5-18.85=71.65mm(3)실험값을 이용한 계산추의 높이 [㎜]{dx} over {d theta }[mm/ ˚ ]bar{CG}[mm]bar{GM}[mm]bar{CM}[mm]y _{1}6.763618.354.253672.5536y _{2}5.350326.742.916969.6169y _{3}4.285735.134.377369.4773y _{4}3.649943.529.277372.4773y _{5}2.551.920.053571.9535①{dx} over {d theta }를 구한다.▶그림 7의 그래프의 기울기를 통해 알 수 있다.② 수면에서 중심까지의 높이를 구한다. (bar{CG})bar{CG~} = bar{y} -h`=y TIMES {w} over {W} +A-37.7`=y TIMES 0.140+41.3-37.7``,[mm]```y _{1} `:` bar{CG} =105 TIMES 0.140+41.3-37.7=18.3mmy _{2} `:` bar{CG} = 165 TIMES 0.140+41.3-37.7 =26.7mmy _{3} `:` bar{CG} = 225 TIMES 0.140+41.3-37.7 =35.1mmy _{4} `:` bar{CG} = 285 TIMES 0.140+41.3-37.7 =43.5mmy _{5} `:` bar{CG} = 345 TIMES 0.140+41.3-37.7 =51.9mm③ 측정 결과를 바탕으로bar{GM}을 구한다.bar{GM} `=` {omega } over {W} ( {dx _{1}} over {d theta } ) TIMES {180 DEG } over {pi } =0.140 TIMES {dx} over {d theta } TIMES {180 DEG } over {pi } `,[mm]y _{1} `:` bar{GM} `=`0.140 TIMES 6.7636 TIMES {180 DEG } over {pi } =54.2536y _{pi } =42.9169y _{3} `:` bar{GM} `=`0.140 TIMES 4.2857 TIMES {180 DEG } over {pi } =34.3773y _{4} `:` bar{GM} `=`0.140 TIMES 3.6499 TIMES {180 DEG } over {pi } =29.2773y _{5} `:` bar{GM} `=`0.140 TIMES 2.5 TIMES {180 DEG } over {pi } =20.0535④bar{CM} = bar{CG} + bar{GM}y _{1} `:` bar{CM} =18.3+54.2536=72.5536y _{2} `:` bar{CM} =26.7+42.9169=69.6169y _{3} `:` bar{CM} =35.1+34.3773=69.4773y _{4} `:` bar{CM} =43.5+29.2773=72.7773y _{5} `:` bar{CM} =51.9+20.0535=71.9535그림 7 실험 결과 그래프5. 결론 및 고찰이번 실험은 유체 위에 떠 있는 부체의 안정성에 대해 알아보는 실험이었다.이론적으로 계산한bar{CM}의 길이는 약 71.65mm 였다. 실험 결과를 바탕으로 한 측정값들의 평균은 71.2157mm로 약 0.6%의 오차가 발생했다. 오차의 크기가 작아 성공적인 실험이라고 할 수 있겠다. 다만 이 정도의 오차는 각도를 읽는 과정에서 정확한 수치를 잴 수 없는 것과 유체로 인해 부체의 흔들림으로 인해 발생했다고 볼 수 있다.처음 실험실에서 ‘흘수’라는 단어를 맞이했을 때 굉장히 생소한 느낌이 들어 앞으로의 실험과정이 매우 험난할 거라고 걱정했다. 하지만 실험과정 자체는 복잡하지 않고 쉽게 끝낼 수 있었다. 보고서 작성 과정 중 경심, 메타센터 등에 대해 조사하면서 부체(ex. 배)의 안정성에 대해 자세히 알 수 있었다. GM이 0보다 큰 경우에 메타센터 M점이 무게중심 G점보다 위쪽에 위치하므로 선박이 안정상태에 들어가며 GM이 0보다 작은 경우에는 M점이 G점보다 아래쪽에 위치하므로 선박이 불안정족한다.
5-1. 보의 휨 모멘트 측정실험목적보의 휨 모멘트 측정을 실시한다. 하중(힘)과 작용점에 따라 달라지는 모멘트의 크기를 직접 확인하고 모멘트 이론을 이해한다.실험장치휨 모멘트 측정장치 (STR 2, TQ Education and Training LTd)실험 장비를 설치하고 사용하기 전에 주의해야할 사항들:CDOT 전기도선을 포함하여 문제가 있는지 눈으로 확인한다.CDOT 전기의 연결이 안전하고 정확하게 되었는지 확인한다.CDOT 구성되어있는 장비가 안전하고 정확하게 죄여졌는지 확인한다.CDOT 실험기구는 바닥이 평평한 하고 사용이 편리한 곳에 설치한다.CDOT 장비에 과다한 하중을 가하지 않는다.실험 1 하중과 모멘트의 비례관계 도출1. 이론적 배경이 실험은 어떻게 굽힘 모멘트가 하중위치에 따라 변화하는지 측정하는 것이다. 그림 4-3에 보에 작용하는 대한 힘 다이어그램(force diagram)을 나타내었다.힘의 다이어그램이 실험에서 사용하는 굽힘 모멘트(bending moment)방정식은 다음과 같다.BM(at```cut)=W``a`` {(l-a)} over {l}( l= 440mm , a= 300mm)다음 표는 질량을 부하하중으로 바꾸는 작업에 유용하다.표 1 Newtons 질량 변환 표 질량 (g)부하하중(=질량TIMES g , N)001000.982001.963002.944003.925004.92. 실험 방법① 디지털 측정기가 하중을 가하기 전에 0인지 확인하라.② 절단면에 추 100g을 가한다. 디지털 힘 측정계를 읽어 5-1에 나타난 하중을 기록한다.③ 100g. 200g, 300g, 400g 그리고 500g의 질량을 사용하여 반복한다.④ 질량을 하중 N으로 변환하고 굽힘 모멘트를 구한다.단, 절단면에서의 굽힘 모멘트 = 표시된 힘 ? 0.125⑤ 절단면에서의 이론적인 굽힘 모멘트를 계산하고 다음 표 2에 완성하라.표 2 실험1의 측정 결과질량(g)부하하중(N)실측하중(N)실측 굽힘 모멘트(Nm)이론 굽힘 모멘트(Nm)000001000.980.50.0935452001.961.10.13750.1870913002.941.60.20.2806364003.922.00.250.3741825004.92.40.30.467727* 실측 굽힘 모멘트 =W(실측하중) TIMES 0.125* 이론 굽힘 모멘트 =W`(부하하중) TIMES 0.3 TIMES {0.44-0.3} over {0.44}⑥ 기록한 실험적 결과를 이론적인 방법으로 계산한 결과와 비교하여 그래프를 그려보자.▶하중이 증가함에 따라 휨모멘트가 증가함을 알 수 있다.실험 2 하중이 부하된 점에서 떨어진 점의 모멘트1. 이론적 배경이 실험은 다양한 하중 조건하에서 빔의 절단위치(cut position)에 따라 어떻게 굽힘 모멘트가 변화하는지 측정하는 것이다. 여기서 절단에서의 굽힘 모멘트라고 하는 것은 절단에 의해서 왼쪽 혹은 오른쪽에 작용하는 하중에 의해 야기되는 모멘트의 합을 의미한다.2. 실험 방법① 디지털 측정기가 하중을 가하기 전에 0인지 확인한다.② 그림 4-4의 위치에 추를 걸어서 보에 하중을 가하고 디지털 힘 측정계를 읽어 4-1에 나타난 하중을 기록한다.③ 하중으로부터 굽힘 모멘트를 다음 식에 따라 구한다.단, 절단면에서의 굽힘 모멘트 = 표시된 힘 ? 0.125④ 지지점에서의 반력 (R _{A} `,~R _{B})와 절단부에서 이론적 굽힘 모멘트를 구하라.5-4 하중 배치도⑤ 그림 4-5과 그림 4-6에 대해서도 동일하게 반복하라.5-6 하중 배치도5-5 하중 배치도⑦ 실험 결과와 이론 결과를 비교하여 고찰하라.표 3 실험2의 측정 결과 실험번호W_1(N)W_2(N)하중(N)실측 굽힘 모멘트(Nm)R_A(N)R_B(N)이론 굽힘 모멘트(Nm)5-43.92--1.1-0.13755.167- 1.247-0.1745-51.963.922.60.3252.5843.2960.46165-64.913.922.60.3252.5886.2420.4818실험 5-4sum _{} ^{}F = 0 :W _{1} -(R _{A} +R _{B} )`=0sum _{} ^{}: (0.14+0.3)W _{1}-0.3R _{A}+0.14R _{B} = 0W _{1} = 3.92N (400g)THEREFORE R _{A} = 5.16656N ,R _{B} = -1.24656N, M = -0.1744Nm실험 5-5sum _{} ^{}F = 0 :W _{1}+W _{2}-(R _{A}+R _{B})sum _{} ^{}M = 0 : 0.22W _{1} + 0.26W _{2} - 0.44R _{B} = 0W _{1} = 1.96N (200g)W _{2} = 3.92N (400g)THEREFORE R _{A} = 2.5836N ,R _{B} = 3.2964N, M = 0.4616Nm실험 5-6sum _{} ^{}F = 0 :W _{1}+W _{2}-(R _{A}+R _{B}) = 0sum _{} ^{}M = 0 : 0.24W _{1}+0.4W _{2}-0.44R _{B} = 0W _{1} = 4.91N (500g),W _{2} = 3.92N (400g)THEREFORE R _{A} = 2.588N ,R _{B} = 6.242N, M = 0.4818Nm계산과정5-2. 보의 처짐실험목적보에 과대하중이 작용 시 소성 처짐이 발생하는 것을 관찰하고, 보의 소성파괴 모드를 이해한다.실험종류1) 단순보의 소성 휨 거동 측정2) 항복 응력을 얻기 위한 캔틸레버 보의 실험실험장치보의 소성 휨 실험 장치(STR 15)1) 보의 처짐 측정을 위한 장비 구성 및 연결 방법실험용 프레임에 보의 소성 휨 장치를 설치한다. 그림 4-8은 보의 소성 휨 실험 장치를 나타낸다. 다음 설명에 따라 순차적으로 장치를 설치한다.① 실험용 프레임을 작업 테이블에 올려놓는다(세부지시사항을 참조). 실험용 프레임의 ‘창’에 쉽게 접근할 수 있는지 확인한다.② 프레임의 양 측 부재에 각각 두개의 보강 넛트가 있음을 확인한다. 각각을 바깥쪽 트랙으로 움직여 그림 4-2에 나타낸 것 과 같이 대략적으로 위치시킨다.③ 두개의 넛트를 활동부의 홈에 따라 로드 셀 위치로 이동시키고 로드 셀을 ④ 큰 변위용 인디케이터는 임시적으로 안전상 홈으로부터 제거해서 장치를 들어 올려 프레임에 장치의 양 단을 맞춘다.⑤ 장치로부터 고정판을 임시로 제거하여 수직 시편을 척에 걸쳐 놓는다.⑥ 로드 셀을 수직위치로 맞춘다. 고정 핀을 사용하여 안전 볼트 구멍에 로드 셀을 수직으로 고정한다. 로드 셀을 6mm A/F Allen key를 사용하여 잠근다.⑦ 하중 핀이 시편위의 로드 셀 고리(fork)을 통하여 지나갈 때를 로드 셀의 적정한 높이로 한다. 핀이 시편에 접촉하여 어떤 하중도 가하지 않을 정도가 되면 로드 셀의 적정 높이가 된다.⑧ 빔 시편을 제거하고 뒷판에 인디케이터를 대체한다. 인디케이터는 밑 방향으로 이동시 바닥에 닿기 까지 로드셀 위로 적어도 40mm정도의 여유가 있는지 점검해야 한다.⑨ 디지털 측정계는 켜 둔 상태로 한다. 미니 DIN 선을 디지탈 힘 표시계기 상에서 “Force Input 1" 으로부터 로드 셀의 왼쪽 편에 "Force Output" 으로 연결한다. 하중이 걸리지 않은 경우에 로드 topf이 영이 되도록 셀의 앞쪽으로 손잡이로 이용해 하중을 영으로 셋팅한다.설치된 보의 소성 휨 실험 장치의 형상실험3 단순지지 보의 소성 휨 측정1. 이론적 배경보의 설계 시 어떤 부분이라도 적용 재료의 허용범위 보다 많은 응력이 가하지 않도록 해야 한다. 그러나 보는 큰 힘이 작용하면 탄성이론에서 예상하는 것보다 보다 붕괴하기 전에 훨씬 큰 하중을 견딘다는 것을 알 수 있다. 이유는 그림과 휨 방정식을 통해 설명한다.보 단면 중립축M / I =sigma /y (휨 방정식)M = 휨 모멘트(Nm)I = 단면 2차 모멘트(m ^{4})σ = 응력 (N/m ^{2})y = 중립축으로부터의 거리(m)중립축 주위에서 보가 구부려지면 응력은 중립축으로부터의 거리에 비례한다. 중립축은(y=0) 응력이 영이 되고 제일 외각에 있는 섬유(extreme fiber)는 최대가 된다.그림 5-10 탄성상태의 보보의 휨 모멘트가 증가하면 중립축에서 거리에 비례하여 응력이 고 제일 외각의 재료가 먼저 소성 항복하기 시작한다. 그러나 아직 재료내부는 탄성 상태를 유지하여 보는 외부 하중에 견딜 수 있는 상태가 된다. 휨 모멘트가 계속 증가한다면 소성 부분은 보 내부 쪽으로 향하여 탄성 코어는 작아지게 된다. 이것은 부분 소성 상태라 하고 이 그림 4-11(a)에 나타내었다.보에 작용하는 굽힘 모멘트가 더욱 증가하면 재료 내부의 탄성역역이 작아져 결국 소멸하여 보가 완전 소성에 달하게 된다. 이 상태가 되면 재료는 소성 힌지(plastic hinge)의 형태가 되어 더 이상의 휨 모멘트에도 저항할 수 없게 되어 재료가 붕괴하게 된다.(그림 4-11(b))소성 붕괴시점에서의 모멘트와 제일 외각에서의 소성 개시시점에서의 모멘트의 비를 형상 인자(form factor)라고 한다. 이 형상인자는 전적으로 보의 형상에 의존하고 크기나 재료 또는 고정 조건에는 의존하지 않으며 구체적인 수학적 표현은 다른 참고 서적을 참고하라.(a) 보의 부분 소성 상태 (b) 보의 완전 소성 상태2. 실험방법① 실험에서는 보 시편 단면과 시편의 단면 2차 모멘트를 계산한다.② 클램프 판을 제거하고 보 시편을 장치의 척에 놓는다.③ 롤러를 구조의 바깥쪽으로 정지 위치까지 민다. 로드 셀 고리에 핀을 걸고 핀이 보 시편에 도달할 때까지 로드 셀을 내려 로드 셀과 인디케이터가 모두 영이 되게 한다.④ 로드 셀이 3mm의 변형을 주도록 내려서 하중을 측정한다.⑤ 3mm 씩 내려가면서 로드 셀에 하중 변화가 매우 작을 때까지 계속한다.⑥ 결과를 표4에 입력한다.표 4 실험3의 측정 결과처짐(mm)부하 하중(N)*************8*************1**************************339*************▶부하하중이 커질수록 처짐의 크기가 커짐을 알 수 있다. ⑦ 그래프는 힘-변형 관계를 그리고 결과에 대해서 논하라.고찰이번 실험을 고체역학에서 주로 배우는 보의 굽힙과 휨모멘트가 발생하는 상황을 재현하고 그 크기를 직접 계산해보는 기회를 었다.
마이크로 표면 측정1. 실험목적이번 실험에서는 마이크로 디바이스 (Micro-device, MEMS)에서 중요한 요소의 하나인 표면특성에 대하여 알아본다. 접촉각 (contact angle) 측정을 통하여 표면의 친수성(hydrophilicity)와 소수성(hydrophobicity)을 알아보고 이의 마이크로 디바이스로의 응용과 표면개질(surface modification)에 대하여 고찰해본다.2. 실험이론1) 접촉각 (contact angle)접촉각이란 액체가 고체표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때 액체면이 고체표면과 이루는 각을 말한다. 접촉각은 고체표면의 젖음성(wettability)을 나타내는 척도로서, 일반적인 개념은 고체평면위에 작은 액체방울이 놓일 때 액체면의 모양으로부터 접촉각을 정의할 수 있다.그림 1 접촉각의 정의그림 1에서 기체, 액체, 고체 3상의 열역학적 평형상태에서 액체의 표면장력을gamma _{LG}, 고체/액체 계면장력을gamma _{SG}, 고체/액체 계면장력을gamma _{SL}이라 할 때, 평형을 이루기 위한 영의방정식(Young’s Equation)을 만족하여야 한다.gamma _{SL} - gamma _{SG} + gamma _{LG} cos theta =0이식은gamma _{LG}를gamma 라고 할 때gamma (1+cos theta )= TRIANGLE W _{SLV}로 나타낼 수 있다. 여기서TRIANGLE W _{SLV}는 고체, 액체 표면 단위면적당 부착에너지(adhesion energy)이다.접촉각은 표면 재질의 친수성(hydrophilicity)과 소수성(hydrophobicity) 경향을 한 번에 알 수 있어 박막평가, 표면의 접착(adhesion), 표면처리, 폴리머 표면분석에 광범위하게 사용되며, 측정 후 표면에 영향을 주지 않기 때문에 간단하고 정확한 측정이 가능하다.그림 2 접촉각의 예 낮은 접촉각은 높은 젖음성(친수성, hydrophilicity)과 높은 표면 에너지를 나타내고, 높은 접촉각erageangleAdhensionenergy(WA)Mode169.571.870.796.92manu1272.172.172.195.18manu2370.770.770.796.86teta/2472.370.271.396.20contour573.472.172.894.39contour 90Avg71.671.3871.5295.91Liguid : DI WaterSubstarte : PDMSNoLeft angle(L.A.)Right angle(R.A.)AverageangleAdhension energy(WA)Mode191.991.991.970.39manu1292.992.992.969.12manu2394.096.395.266.27polynomialAvg92.9393.793.3368.59Liguid : DI WaterSubstarte : nano filmNoLeft angle (L.A.)Right angle(R.A.)Average angleAdhension energy(WA)Mode1101.4100.3100.959.10manu1299.599.599.560.78manu23100.299.299.960.53contour4105.3100.3102.856.67polynomialAvg101.699.83100.7859.274. 결과 및 고찰1) 실험에 사용된 substrate의 종류에 따른 static contact angle의 그래프를 작성하시오.substrateAverage angleAl85.02Si71.52PDMS93.33nano film100.782) substrate의 종류에 따른 adhesion energy의 그래프를 작성하시오.substrateAverage angleAl79.14Si95.91PDMS68.59nano film59.273) 실험에 사용된 substrate의 표면특성을 실험결과인 contact angle, 친수성/가수성, wettability, adhension 측면에서 고찰하시오.접촉각(contact angle)이 90˚이하인 Si와 Al은 젖음성이 높은 친수성이라고물만의 특성적인 몇 가지 흡수 피크만을 선택하여 해석함으로써 미지 화합물의 구조를 확인하는데 이용할 수 있다.각 작용기들이 특성적으로 흡수하는 흡수 피크의 위치를 확인할 수 있는 많은 실험 자료가 축적되어 있는데, 1500∼900 cm-1영역은 신축 진동 및 굽힘 진동에 의한 피크가 겹쳐서 나타나기 때문에 다른 영역보다 스펙트럼이 대단히 복잡하며, 이를 지문 영역 (fingerprint region)이라 한다. 미지 화합물을 정성분석하기 위해서는 특정 원자단이나 골격 구조를 가진 화합물의 기준 스펙트럼을 측정한 뒤 미지 시료의 스펙트럼을 동일 조건에서 측정해 비교함으로써 성분을 예측할 수 있다.② FTIR의 구성IR 분광기의 형태는 기기의 구조에 따라 필터형(Filter), 분산형(Dispersive), 퓨리에변환(Fourier Transform)형 등 다양하다. 하지만 IR에서 필터형과 분산형은 검출기에 도달하는 빛이 약하고 Drift가 심하다는 문제점 때문에 90% 이상이 FTIR로 대체되었으며 현재 상품화 되어 있는 적외선 분광기(IR spectrometer)는 대부분 FTIR(Fourier Transform Infrared Spectrometer)이다.FTIR은 분산형 장비에 비해 분해능과 S/N 비가 좋고 감도가 예민하여 정확하다는 이점이 있다. FTIR은 광원, 시료부, 인터페로미터, 검출기의 주요 부분으로 구성되어 있다. FTIR은 마이클슨 인터페로미터를 이용하는데 분산형 장비에서 사용되는 슬릿, 회절격자, 필터, 광 단속기 등의 역할을 인터페로미터가 대신한다.(2)혈액을 정화하는 미세유체 장치미국 과학자들이 독성 병원균들을 가진 혈액을 정화하는 미세유체 장치(microfluidic device)를 만들었다.폐혈병(Sepsis)은 혈액을 가득 채워 신체의 방어를 압도하는 미생물 감염에 의해서 생기는 치명적인 질환이다. 보통 진균류(fungi) 캔디다 애비칸스(Candida albicans)에 의해 야기되는데 매년 미국에서 20만명의 생명을 앗아간다자기 기술(micromagnetic technologies)을 통합했다고 Ingber는 말했다. 환자의 혈액을 체외로 돌려 순환계로 돌려보내기 전에 동시적인 항생제 치료와 함께 혈액 청소를 위해 그 장치를 통과하도록 할 수 있을 것이라고 그는 덧붙였다.미국의 베데스다(Bethesda)에 있는 국립보건원(National Institutes of Health)의 의학 담당 관리인Tonse Raju는 이것이 폐혈증을 가진 환자들을 치료하는데 매우 뛰어나 접근법이며, 그 증거가 매우 설득력있다고 논평했다. 혈류 속도가 생리학적 범위에 있을때 효과적으로 청소하는일, 심지어 혈액에 병원균이 없는 경우에도 조직 손상을 일으킬 수 있는 폐혈증의 염증성 산물들의 제거, 그리고 미생물들이 순환에 들어가지 않고 남아있을 수 있는 신체의 부위를 다루는데 있어서 문제점들이 극복해야할 주요 장애물들이라고 Raju는 말했다.Ingber는 그 장치를 향상시키기 위해 연구하고 있다고 말했다. 그들은 현재 자기 구슬이 병원균에 결합을 증가시키기 위한 새로운 처리과정을 개발하고 있다고 그는 설명했다. 그들은 또한 정상적으로 혈류에서 병원균을 제거하는 일을 담당하는 췌장(spleen)의 기능과 본질적인 구조를 모방하는 새로운 미세유체 설계를 개발하고 있으며, 견본(prototype)들이 순환하는 혈액을 잃거나 희석시키지않고 매우 높은 분리능을 보였다고 말했다.5) Plasma에 대하여 간략하게 조사하시오.플라즈마란 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 말한다. 이때는 전하 분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로 음과 양의 전하수가 같아서 중성을 띠게 된다.일반적으로 물질의 상태는 고체·액체·기체 등 세 가지로 나눠진다. 플라즈마는 흔히 라고 부른다. 고체에 에너지를 가하면 액체, 기체로 되고 다시 이 기체 상태에 높은 에너지를 가하면 수만℃에서 기체는 전자와 원자핵으로 분리되어 플라즈마 상태가 되기 때문이다.플라즈마를 만들려면 흔히 직류, 초고주파, 전자빔 등 플라즈마. 플라즈마 안에서는 반응성이 극대화되어 물질의 이온화와 재결합이 활발해지기 때문에 플라즈마를 이용하여 기존의 물질의 합성이나 가공 방법으로는 하기 어려웠던 새로운 물질을 만들 수도 있고 공해유발 공정이나 난공정 등을 대체할 수 있다.이와 같이 고온에서 전자와 이온으로 분리된 기체로서 그 전리도가 남은 중성원자에 비해 상당히 높으면서도 전체적으로는 음과 양의 전하수가 거의 같아서 중성을 띠고 있는 기체를 플라즈마라 부른다.이렇게 이루어진 전리기체 플라즈마는 흔한 중성 기체와는 그 전기적 성격으로 인하여 근본적으로 다르며 이 까닭에 플라즈마를 "제 4의 물질 상태"라고 부른다.6) 기타 표면개질(surface modification)을 물리적/화학적 방법으로 나누어 간략히 조사하시오.(1) 물리적 방법 PVD(Physical Vapor Deposition)PVD 방법은 증착 대상물의 화학적 구조의 변화가 없이 물리적인 상태(phase)가 변하여 기판에 증착 되는 것을 말한다.도포할 물질들에 에너지나 열을 가해 주면 표면으로부터 작은 입자들이 떨어져 나간다. 이 입자들을 차가운 표면에 부딪치게 하면 입자는 에너지를 잃고 고체 층을 형성하게 된다. 이 모든 과정은 진공상태의 Chamber 내에서 이루어져 입자들이 자유롭게 Chamber 내의 공간을 이동할 수 있게 된다. 입자들은 직성방향으로 나아가려는 경향이 있기 때문에 물리적 방법으로 도포되는 film은 일반적으로 directional 한 상태가 된다. PVD은 증기 생성 방법의 차이에 따라 두 가지 방법으로 분류된다. 금속의 증기를 사용하는 증발(evaporation) 증착법과 물질에 물리적인 충격을 주는 방법인 Sputtering 증착 법으로 나뉠 수 있다. 종류를 살펴보면 스퍼터링 (Sputtering), 전자빔 증착 법(E-beam evaporation), 열 증착 법 (Thermal evaporation), 레이저 분자 빔 증착 법 (L-MBE, Laser Molecular Beam Epitax.
내연기관 실험1. 실험목적내연기관의 성능을 평가하는 방법을 습득하고 이에 사용되는 여러 가지 인자들에는 어떠한 것이 있으며 이들 인자들은 어떠한 관계를 가지는가를 이해하는 것에 목적이 있다.2. 실험이론엔진의 성능을 평가하기 위해서는 토크 그리고 동력을 구하는 것이 필요하다. 기관의 토크는 기관의 성능을 평가하는 데에 매우 중요한 인자이다. 그러나, 토크는 자동차가 어떤 속도로 주행할 수 있도록 하는 데에는 아무런 영향을 주지 못한다. 이에 동력은 자동차의 주행속도에 영향을 주는 인자가 된다.1) 토크와 동력기관의 토크는 엔진 축에 연결된 동력계(DYNAMOMETER)로부터 직접 측정된다. 그리고 동력은 토크로부터 계산된다.P_{ B } = { 2 pi N } over { 60 } TIMES T``````````````````(w)2) 연료 소비율(Specific Fuel Consumption : S.F.C)과 공연비(Air-Fuel Ratio)① 연료 소비율(S.F.C)S.F.C={DOT { m}_{f }× {10 }^{3 }} over { P}_{B }(g/kwh)dot{m _{f}} = {F(kg)} over {t(h)}F=V(ml)×ρ여기서, ρ = 사용연료의 밀도dot { m}_{f }= 사용연로의 mass fiow ratet = 연료유량계안에 있던 연료가 소비된 시간F = 측정시간동안 소비한 연료량② 공연비( Air-Fuel Ratio) : 공기의 유동률과 연료의 유동률의 비율.R =dot { m}_{a } over dot { m}_{f }여기서,dot { m}_{a }= 공기 mass flow rate,dot m_f= 사용연료 mass flow rate3) 체적 효율(volumetric efficiency)실제 기관으로 흡입되는 공기의 질량은 이론적인 질량, 즉 행정체적을 차지하는 공기의 질량보다 적다. 이는 부분적으로 유도 시스템에서의 압력 손실 때문이고 또한 공기가 엔진의 실린더로 들어갈 때 공기의 밀도를 감소시키는 열효과에 기인한다. 그런데 l ~power ~output} over {Rate ~of~ heat~ input}이다. 열공급율은 연료의 소비율에 발열량을 곱한 값, 즉dot{ m}_{f }×H이다. 이를 표현하면{ η}_{b }= { P}_{B }over{ dot{ m}_{ f}×H} ×3600이 제동열효율은 기관에서 일어나는 모든 손실을 설명한다.5) 배기 열손실(Heat Loss in Exhaust)배기에서 손실된 열을 추정하는 것은 배기와 대기온도 사이의 차이를 측정함으로서 구해진다. 배기가스의 비열을 1KJ/KgK로 가정하면Heat Loss in Exhaust = (( dot{m _{a} + dot{m _{f} )}} TIMES 1 TIMES DELTA T)한편 엔진으로 공급된 열은Q = DOT m _f TIMES H배기로 방출된 열은 들어온 열의 비율로 표현된다. 즉,Heat Loss in Exhaust`=` {( dot{m _{a}} + dot{m _{f}} ) TIMES 1 TIMES DELTA T} over {dot{m _{f}} TIMES H}여기서 H는kJ/kg. 이다.6) 공기 유량유량 측정은 차압측정 마노미터를 이용하여 측정하며, 측정된 수두는mmH_2 O 이다. 베르누이의 정리에 의하여 동일한 압력, 동일한 높이에서 동압과 정압의 차이가 유속임을 알 수 있다. 아래 그래프에서 측정된 수두 높이에 해당하는 Y축 값이 유량이다. 이는 대기압 1013mbar, 20°C 에서의 값이며, 대기압과 온도가 상이하게 다른 경우 아래에 있는 수식을 이용하여 구할 수 있다.3. 실험방법1. throttle 또는 rack control을 최대위치로 돌린다.2. 엔진이 최대속도인지 확인한다. (동력계 물의 유동은 시동을 걸 때 사용된 유동으로 유지한다.)3. throttle 또는 rack을 열어두고 동력계로 통하는 물의 유동을 증가 시키기 위하여 needle valve 가 온전히 열릴 때까지 needle valve를 천천히 조절한다. 엔진속도를 확인한다.4. throttle를 열어둔 00.5041.423SFCg/kwh162.10149.02755.3공기kg/hr392522수두값(mmH _{2} O)372220배기가스온도(℃)300290400공연비70.90949.60315.460체적효율1.3020.7912.204제동열효율0.5160.5620.111배기열손실110746886.088900.74배기열손실 비0.470.320.15-물을 틀지 않았을 때 (2)제동마력 :P _{B} ={2 BULLET pi BULLET T BULLET R} over {60}(W) 이용,{2 BULLET pi BULLET 8.5(N BULLET M) BULLET 3800(rpm)} over {60(s)} = 3382(W)연료유량 :부피 BULLET 밀도 BULLET {1} over {시간(s)} BULLET {3600(s)} over {1(h)} =0.008l BULLET 0.84kg/l BULLET {1} over {48(s)} BULLET {3600(s)} over {1(h)} = 0.504(kg/hr)SFC :{dot{m _{f}} (kg/h)} over {P _{B} (W)} = {(g/h) BULLET 10 ^{3}} over {(kW) BULLET 10 ^{-3}} =(g/kWh)이므로,{504(g/h)} over {3.382(kW)} = 149.02(g/kWh)공기유량 : 그래프 이용 수두값(mmH _{2} O)에 해당하는 Air mass flow rate(kg/h)값 찾음.공연비 :{dot{m _{a}} (kg/h)} over {dot{m _{f}} (kg/h)}={25} over {0.504}= 49.603체적효율 :{1(h)} over {60(min)} TIMES {dot{m _{a}} (kg/h)} over {1} TIMES {2} over {N(rpm)} TIMES {1} over {rho _{a} (kg/m ^{3} )V _{s} (m ^{3} )} ={1(h)} over {60(min)} TIMES {25(kg/h)} over {1} TIMES _{f}} )(kg/h) TIMES 1(kJ/kg BULLET K) TIMES (T-20)(K)} over {dot{m _{f}} (kg/h) TIMES H(kJ/kg)} ={(25+0.504)(kg/h) TIMES 1(kJ/kg BULLET K) TIMES (290-20)(K)} over {0.504(kg/h) TIMES 43000(kJ/kg)} = 0.32-물을 틀었을 때제동마력 :P _{B} ={2 BULLET pi BULLET T BULLET R} over {60}(W) 이용,{2 BULLET pi BULLET 15(N BULLET M) BULLET 1200(rpm)} over {60(s)} = 1884(W)연료유량 :부피 BULLET 밀도 BULLET {1} over {시간(s)} BULLET {3600(s)} over {1(h)} =0.008l BULLET 0.84kg/l BULLET {1} over {17(s)} BULLET {3600(s)} over {1(h)} = 1.423(kg/h)SFC :{dot{m _{f}} (kg/h)} over {P _{B} (W)} = {(g/h) BULLET 10 ^{3}} over {(kW) BULLET 10 ^{-3}} =(g/kWh)이므로,{1423(g/h)} over {1.884(kW)} = 755.3(g/kwh)공기유량 : 그래프 이용 수두값(mmH _{2} O)에 해당하는 Air mass flow rate(kg/h)값 찾음.공연비 :{dot{m _{a}} (kg/h)} over {dot{m _{f}} (kg/h)}={22} over {1.423}= 15.460체적효율 :{1(h)} over {60(min)} TIMES {dot{m _{a}} (kg/h)} over {1} TIMES {2} over {N(rpm)} TIMES {1} over {rho _{a} (kg/m ^{3} )V _{s} (m ^{3} )} ={1(h)} over {60(min)} TIMES {22(kg/h)} over {1} TIMt{m _{f}} )(kg/h) TIMES 1(kJ/kg BULLET K) TIMES (T-20)(K)} over {dot{m _{f}} (kg/h) TIMES H(kJ/kg)} ={(22+1.423)(kg/h) TIMES 1(kJ/kg BULLET K) TIMES (400-20)(K)} over {1.423(kg/h) TIMES 43000(kJ/kg)} = 0.155. 토크 - rpm 선도6. 제동마력 - rpm 선도7. 공연비 - rpm 선도8. 연료 소비율 - rpm 선도9. 과제압축착화기관(compression ignition engine) 이라고도 하며 실린더 내에 압축된 공기의 열을 이용하여, 연료를 발화시키는 형식의 기관으로서 점화를 위하여 별도의 장치를 필요로 하지 않으며, 디젤기관이 여기에 속한다.가솔린 기관의 대부분은 연료와 공기가 잘 섞인 장에서의 연소인데 대하여, 디젤 엔진에서는 연료는 분무가 되어서 보내져, 둘레의 공기와 균일하게 섞이지 않은 상태로 연소가 진행. 열효율이 높아 다방면에서 쓰이고 있다.선박용으로는 열효율이 50퍼센트를 넘는 것이 있는데, 이것은 100만 ㎾급의 화력발전소를 포함하여 현재 실용중인 열기관 중에서 효율이 최고. 실린더 지름 1050㎜, 행정(피스톤이 움직이는 거리) 1800㎜의 거대한 것도 있다.- 장점 -- 제동 열효율이 높다.- 연료 소비율이 좋다.- 연료의 인화점이 높아 안전하고, 화재의 위험이 적다.- 저속~고속 까지의 회전력이 크다.- 단점 -- 마력당 중량이 무겁다.- 연료 분사장치를 설치해 제작비가 비싸다.- 압축&폭발 압력이 높아 진동, 소음이 크다.- 기동 전동기의 출력이 커야한다.노크현상이란 내연기관의 실린더 내에서 연료가 부적당한 관계로 이상폭발을 일으켜서 금속음이 발생하는 현상으로 문을 노크하는 소리와 비슷하므로 이 명칭이 있다.디젤노크는 착화지연기간 중에 분사된 많은 양의 연료가 화염 전파기간 중에 일시적으로 연소되어 실린더 내의 압력이 급하게 상승하여 소음이 발생되는 현상이다. 급격한았다.