*인* 스토어

*인*

개인

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

3개
전체 판매량

106개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A+
자료문의 응답률

-

전체자료 3개

경도측정

REPORT강의과목:기계공학실험주제:경도담당교수:학과:학번:성명:* 개 요 *Ⅰ. 실험목적ⅰ. 실험일시 ⅱ. 실험장소 ⅲ. 실험환경 ⅳ. 담당교수Ⅱ. 실험이론ⅰ. 로크윌 경도계①. 실험원리②. 로크윌 눈금③. 시편두께의 조건④. 로크윌 경도계의 장점* 로크윌 경도계 시험상 주의사항ⅱ. 쇼어 경도계①. 실험원리②. 쇼어 경도계의 장점ⅲ. 측정방법의 분류①. 압입경도측정의 대표적인 5가지 예②. 긋기 경도 측정 순서③. 반발 경도 측정 순서Ⅲ. 실험방법ⅰ. 로크윌 경도계ⅱ. 쇼어 경도계Ⅳ. 실험장치ⅰ. 로크윌 경도계ⅱ. 추ⅲ. 다이아몬드 콘 & 강철 볼ⅳ. 쇼어 경도계ⅴ. 수준기Ⅴ. 실험결과ⅰ. 로크윌 경도계 측정값ⅱ. 쇼어 경도계 측정값ⅲ. 경도환산표Ⅵ. 고찰Ⅰ. 실험목적먼저 경도 실험을 하는 목적을 알아보도록 하자!경도를 정의하자면 어떤 일정한 ball을 사용하여 일정한 하중으로 재료의 표면을 압입할 때나타나는 국부적인 저항이라고 정의할 수 있다.따라서 탄성적 및 소성적 저항이 그 재료의 강도를 나타내게 된다.이러한 경도 실험의 장점은 인장과 충격실험과는 다르게 시편을 파괴하지 않으면서도 간편하고,용이하게 실시할 수 있기 때문에 오늘날 인장 시험을 대체하여 많이 사용하고 있다.경도측정을 분류하여 보면 압입 경도, 긋기 경도, 반발 경도로 분류되어 지는데 이 중에서는압입경도를 가장 널리 사용하는 편이다.이번 실험에서는 로크윌 경도계의 압입 경도와 쇼어 경도계의 반발 경도를 통해서 이번 실험을할 것이다.측정방법은 실험이론에서 다시 설명하도록 하겠다.이 실험의 주된 목적은 저번시간에 우리들이 직접 현미경으로 관찰한 시편 SM 45C 즉, 탄소강와황동을 비교하면서 경도를 측정함으로서 재료의 기계적 성질을 알아보는데 실험목적이 있을 것이다.ⅰ. 실험일시2008년 05월 22일 AM09:00~ 12:50ⅱ. 실험장소XX대학교 XX캠퍼스 F202ⅲ. 실험환경①. 기온 : 25.8℃~14.91℃ ? 평균기온보다 실험실이 더 낮았을 거라 예상함.②. 날씨 : 맑음 ? 실내이므시험하중으로 한 후 다시 초하중으로 만들었을 때, 초하중과 시험하중으로 인하여생긴 깊이 차로 표시한다.Ⅱ. 실험이론ⅰ. 로크윌 경도계②. 로크윌 눈금로크웰 경도값은 경도 숫자와 압입자와 기준하중 및 시험하중을 나타내는 눈금표시로나타낸다. 경도숫자는 HR과 눈금표시로 나타내는데,스케일기준하중시험하중경도산출식사용범위A원추선단각도120~130°60초경합금 침탄강D선단 구면부의 곡률반경10100100~500H펄라이트 가단주철C0.2± 0.02mm인 DIA입자150탄소강F호칭1/16in.강구1060130~500H동합금 알루미늄합금 가단주철B100직경 1.588mmG150연강H호칭1/8in.강구1060130~500H분말합금알루미늄합금E100직경 3.175mm)마그네슘합금K150숫돌L호칭1/4in.강구1060130~500H플라스틱 경합금M100(직경 6.350mm)납P150R호칭1/2in.강구1060130~500H플라스틱 경합금S100(직경 12.70mm)V150* exampleC눈금상에 로크윌 경도숫자 64를 나타내는 것은 64HRC30N눈금상에 로크윌 경도숫자 81을 나타내는 것은 81HR 30NⅡ. 실험이론ⅰ. 로크윌 경도계③. 시편두께의 조건로크웰 압입 주위의 재료는 냉간 가공 된다. 냉간 가공된 영역의 확장은 재료의 종류와시편의 가공경화 이력에 의하여 좌우된다. 영향을 받는 재료의 깊이는 압입 깊이의 10배이상이므로 시험하려는 재료의 두께는 최소한 압입 깊이의 10배 이상이어야 한다.60HRC눈금은 기준하중으로부터 시험 하중까지에 의한 압입 깊이를 나타낸다.다이아몬드 압입자를 사용할 때는 100으로부터 빼므로 다이얼 눈금이 60HRC일 ?깊이는 (100-60)× 0.002mm=0.08mm 깊이=0.08mm(0.003in)구 압입자를 사용할 때는 130으로부터 빼므로 다이얼 눈금이 80HRB일 때 ?깊이는 (130-80)× 0.002mm=0.01mm 깊이=0.01mm(0.004in)④. 로크윌 경도계의 장점? 자동 MOTOR구동방식과 DIGITAL직접표시 방식으로 .②. 쇼어 경도계의 장점이 시험기는 작동이 간편하며 고정도를 유지하는 시험기로서 작동원리는 10㎏f의 초하중을작용시키고 하중을 증가시켜 시험하중으로 한 후 초하중과 시험하중으로 인하여 생긴자국의깊이의 차로 측정되며 비교적 연질, 경질의 금속재료는 물론 플라스틱 등의 비금속까지측정이 가능한 시험기이다.쇼어 경도계의 특징은 시험기가 작고, 중량이 가벼우며 또한 휴대할 수 있는 장점이 있다.목측형인 C형 쇼어 경도계의 는 직주에는 눈금이 있는 자막대기 유리로 된 실린더가내부에 있다. 핸들로서 앰빌 위에 있는 시편을 유리 실린더 하단에 가압하고, 선단에 다이아몬드로된 전체 중량이 2.6g인 해머를 10in 높이에서 낙하시킨다. 낙하된 해머의 에너지는 그 일부가시편의 변형에 사용되고 남은 에너지는 반발하여 상승한다. 해머의 상승 높이는 확대경으로확대하여 눈금을 읽는다. 직주가 경사된 높이에 있으면 낙하 해머와 유리 실린더 사이에마찰이 작용하여 반발 높이에 영향을 미치므로, 수평을 조절하기 위하여 수준기가 붙어있다.Ⅱ. 실험이론ⅲ. 측정방법의 분류①. 압입 경도(Indentation test) 측정의 대표적인 5가지 예1). 브리넬 경도계압자 : 동구 (5~10mm)하중 : 500kg 또는 3000kg (압입자국의 지름이 동구지름의 0.2~0.5배가 되도록 설정)경도표시법 : HB = P시편 : 두께 > 압입자국 깊이의 10배, 폭 > 4d, 측정점사이의 거리 > 4d특징 : 큰 시편에 적용되며, 평균값을 얻을 수 있어 표면의 영향이 작다.2). 로크웰 경도계압자 : 1/6 동구(B), 120°diamond cone(C와A)하중 : 예비하중 10kg, 주하중 60kg(A), 100kg(B), 150kg(C)경도표시법 : HRA, HRB, HRC, 예비하중→주하중→예상하중으로 하였을 때의 압입자국깊이의 역수(1/500mm에 1눈금)특징 : 신속하며, 측정하는 사람에 따른 오차가 적으며, 시편이 작고 밀도가 크다.3). 비커스 경도계압자 : 136°diamond pyram부분의 소성변형(영구변형)에 소요된 에너지의 대소에 의해 결정된다.이와 같이 경도의 개념은 불명확하지만 경도시험은 시험체를 극히 약간의 손상을 입히는만큼으로 그 재료가 미치는 강도를 판정할 수 있는 적당한 시험방법이며, 다른 기계적성질이나 재료의 열처리에 따른 조직변화를 추측할 수 있는 수단으로서도 적절하기 때문에재질 시험법으로서는 빠질 수 없을 만큼 중요시하게 여겨지고 있다.ⅱ. 시험 시 지켜야 할 사항①. 시편이 너무 얇으면 안 된다.②. 시편은 정 가운데에 위치하여야 한다.③. 누름위치는 적당한 거리를 두어야 한다.④. 시편의 두께는 누름깊이의 10배 이상이 된다.⑤. 누름위치의 중심으로부터 시편 가장자리까지의 간격은 적어도 3개의 누름자가 들어설정도의 여유가 있어야 한다.⑥. 시편위에 다른 시편을 올려놓고 시험해서는 안 된다.⑦. 부드럽고 평평한 표면위에 누름자가 위치하도록 해야 한다.Ⅲ. 실험방법ⅰ. 로크윌 경도계①. 로크윌 경도계를 먼지나 습기, 진동이 없는 안정된 곳에 설치한다.②. 견고한 받침대 위에 기계설치 후 시험이 충분하도록 스크류의 받침대에 직경 90mm,깊이 160mm 정도의 구멍을 뚫어 스크류가 하강할 수 있도록 한다.③. 기계를 받침대 위에 설치 후 수평조절 볼트를 결합한 후 추를 시험기에 걸고 뒷면의하중 감지용 센서가 추로부터 약 2mm 떨어지게 수평조절 볼트를 조절하여 맞춘다.④. 앰빌의 하부 접촉면은 오물 및 오일이 없도록 깨끗이 닦아서 끼운다.⑤. 시료에 적합한 스케일을 선정하고 스케일에 맞게 추를 올려 놓는다.⑥. 스케일에 맞는 다이아몬드 콘을 끼운 후 전환 스위치의 위치를 DIA에 위치시킨다.⑦. 스케일 표시램프는 C E에 점등이 된다.⑧. 0점 버튼을 눌러 0점을 맞춘다.⑨. 시료를 앰빌위에 올려놓고, 스크류 핸들을 조금씩 천천히 돌려 PREPARE → SET램프가점등되면 핸들을 멈춘다.. 이때 SET버튼을 누르면 기준하중 100이 뜬다.. 빨간 버튼 스위치를 누르면, 작동이 되면서 시험이 완료되면 버튼 스위치는 소등된다C F17.32차C F16.5평균16.9HR = (100 - x)× 0.002②. 황동횟수스케일측정값(HR)1차C F39.02차C F38.6평균38.8ⅱ. 쇼어 경도계 측정값①. 탄소 강횟수실험에 의한 반발높이 측정값(mm)계산값(HS)1차4036.492차3834.643차3834.64평균38.6735.28HS = {140× h(0.1238)} / 19②. 황동횟수실험에 의한 반발높이 측정값(mm)계산값(HS)1차6054.732차6357.473차6155.64평균61.3355.95Ⅴ. 실험결과ⅲ. 경도환산표로크윌 경도(HR)쇼어경도 (HS)HRA / A스케일HRB / B스케일HRC / C스케일하중 60kgf하중 100kgf하중 150kgfBarle 압자1/16″볼DIA 콘-89.511.029-91.513.430-95.015.732-96.718.03360.798.120.33461.2-21.3-~~~~68.7109.038.85269.2-37.7-69.8110.138.85270.3-39.8-70.8-40.855①. 로크윌 경도의 16.9을 보간법으로 구하여 쇼어 경도와 비교하면 32.5가 나온다.32.5와 35.28과는 사실 오차가 1.66% 나므로 많은 차이가 나는 것을 알 수 있다.②. 로크윌 경도의 38.8를 보간법으로 구하여 쇼어 경도와 비교하면 52가 나온다.52.0와 55.65와는 사실 오차가 2.16% 나므로 많은 차이가 나는 것을 알 수 있다.*참고* 오차 구하는 법(ex)엑셀에 가서 표준편차를 먼저 구해야 한다.1) 엑셀에 =STDEV(32.5, 35.28)이라는 수식을 기록한다.2) 1.965756852가 뜬다.3) 여기에 0.8453을 곱해주면 오차(퍼센트)가 나온다.Ⅵ. 고찰이번 경도 실험에서는 저번 실험의 현미경과, 인장, 충격 등의 실험과 연관 있는 시험이라할 수 있겠다.우선 전주에 실험했던 현미경으로 관찰했던 시편을 이번 실험에서 시편으로 사용하여 경도를측정하였고, 인장실험은 금속마다 조직의 특징으로 인해 파손 후, 상태를 눈으로 확인하는 실.

공학/기술| 2010.06.02| 16페이지| 1,000원| 조회(351)

경도

미리보기

닫기
샤르피충격시험 평가A+최고예요

1. 제 목? 충격시험2. 목 적? 충격시험은, 진자식(振子式) 해머 운동에 의한 샤르피 충격 시험기를 사용해서 하는 충격굽힘 또는 충격인장 시험이다.본 시험의 목적은 충격력에 대한 재료의 충격 저항을 시험 하는데 있으며, 일반적으로 충격시험에서는 재료를 파괴할 때 재료의 인성, 또는 취성을 시험한다.아주 짧은 시간에 큰 하중이 작용하는 하중을 충격하중이라 하며, 재료에 충격저항이 작용할 때 에너지법을 이용하여 충격저항을 측정하며, notch부의 형상에 따른 충격저항의 변화를 구하여 이에 대한 영향을 구하는 것을 충격실험이라 한다.동일 재료라고 하더라도 외적조건에 따른 인성의 변화, 예를 들면, 열처리에 의한 금속조직의 변화, 사용온도의 변화, 결함이 있는 경우 등에 대한 인성의 차이를 조사하기 위해서는 충격실험이 필요하다.또, 두 재료의 인장시험 결과가 비슷하지만 열처리한 시편과 비교하여 충격시험을 하게 되면 특히 큰 차이가 발견될 수도 있다.그러므로 사용조건에 따라 동적시험인 충격시험을 꼭 하여야만 하는 경우가 있다.이와 같이 충격의 영향에 기인된 것 실제적 현상은 충격력을 받는 레일(rail), 자동차의 스프링, 기차의 연결기, 건축물로서 계단의 발판 등의 파괴에서 많이 일어난다.충격실험은 재료의 인성(靭性, Toughness), 또는 취성(脆性, Brittleness), 즉 재료의 변형 중, 에너지 흡수능력을 조사하기 위하여 시행하고 일반적으로 홈(Notch)이 있는 시험편을 사용하여 행하고, 하중을 주는 방법에 따라 충격인장실험, 충격비틀림실험 과 충격굽힘실험으로 구분된다.본 실험은 샤르피 충격시험기를 이용하여 시험편의 파괴에 필요한 흡수에너지와 동적ㆍ평면변형 파괴인성을 구하고 시험편의 정적ㆍ평면변형 파괴인성을 추정하여 보려고 한다.여기서 재료의 에너지 흡수능력은 응력-변형도 선도 하의 면적으로 표시될 수 있으므로 정적인장실험으로 어느 정도 추정이 가능하다.그리하여 충격력에 대한 재료의 충격저항을 시험하는데 있다.3. 실험 이론1) 취성(脆性)물체에 탄성한계 이상의 힘을 가했을 때, 영구변형을 하지 않고 파괴되거나 또는 극히 일부만 영구변형을 일으키는 성질을 말한다.취성을 나타내는 대표적인 예로는 유리를 들 수 있는데, 온도가 높아지면 취성을 상실한다. 대체로 고분자 물질은 저온이 될수록 유리상태가 되므로 취성을 나타내는 경향이 있다.재료의 취성 정도는 보통 충격시험에 의해 비교 ·측정된다.2) 인성(靭性)물리학에서 재료가 지닌 점성(粘性)의 강도로서, 다른 힘에 의해서 파괴하기 어려운 성질을 말한다.3) 샤르피 시험(Charpy impact test)이 방법은 G. Charpy가 1901년에 발표한 시험법이며, 오늘날에도 널리 사용되고 있다.4) 아이조드 충격 시험기샤르피 충격 시험기와 마찬가지로 노치부 시험편을 진자형 해머로 타격하고 파단에 요하는 에너지를 측정하여 재료의 인성과 취성을 측정한다. 시험 방법은 샤르피 충격 시험기와 같으나 시험편을 한쪽만 강하게 고정하고 지지하며, 형상 치수가 약간 다르고 시험기의 용량은 16.6kg-m 이다.< 샤르피 충격 시험기와 아이조드 충격 시험기의 차이 >5) 샤르피 충격 시험 계산 방법E = E₁ - E₂ - EeE : 파단 에너지E₁= Wh₁= WR (1-COSα)E₁: 시험 전 해머의 위치에너지E₂= Wh₂= WR (1-COSβ)E₂: 시험 후 해머의 위치 에너지E = E₁- E₂Ee : 손실된 에너지(공기저항, 충력의 작용, 마찰 저항 등) = WR ( COSβ - COSα)U = E / A = WR (COSβ - COSα) / AA : 파단하기 전 노치부의 원단면적E : 시편을 파단하는데 요하는 충격 에너지(흡수E)U : 충격치(KG/mm²)W : 해머의 중량 (Kg)R : 해머의 회전축의 중심에서 해머의 중심까지의 거리(mm)α : 해머의 인상각β : 파단 후 해머의 상승각6) 고려해야 할 사항- 하중·굽힘 곡선< 파괴에너지 (a) > (b) > (c) >- 노치? 노치의 형상에 따라 파괴 현상이 다르다.? 노치부의 둥글기가 작을수록 빨리 파단되고, 흡수 에너지도 작게 된다.? 노치부의 깊이가 얕을수록 비흡수에너지는 크다.(둥글기가 작고 깊이가 얕을수록 응력 집중이 크다.)? 시편의 폭의 증가에 따라 흡수 에너지도 비례되어 증가하나 재료에 따라서는 감소되는 예도 있다.- 템퍼링 취성Cr, Mn 등의 탄화물을 형성하는 원소가 함유되는 합금강에서는 Quenching한 다음에 템퍼링 온도에서 서서히 냉각하였을 때 같은 조직을 급냉한 것에 비하여 충격치가 적게 된다. 이 현상을 템퍼링 서냉 취성 이라고 한다.템퍼링 취성의 원인으로는 템퍼링 온도에서부터 서냉으로 인하여, 주로 탄화물(Carbide)가 α-Fe 의 결정립계에 석출되어 이것이 노치 효과를 주게 되어 충격치가 작아지는 원인이 된다.Ni-Cr 강은 템퍼링 온도에서 급랭시키면 탄화물이 철중에 고용된 상태로 되어(고용화처리), 노치 효과의 원인이 생기지 않고 또한 기지가 소르바이트(sorbite) 조직으로 되므로 충격치가 크다.템퍼링 취성은 특수강에서 Mo 0.3%를 첨가시키면 템퍼링 온도에서 서냉하여도 충격치가 저하되지 않는다.7) 응력-변형률 곡선재료의 응력-변형률 곡선은 특정 재료의 물성치를 나타내는 곡선이다.응력-변형률 곡선은 재료의 특성에 따라서 여러 가지 형태로 나타나며, 대표적인 경우는 취성재료와 연성재료의 경우로 나눌 수 있다.응력-변형률 곡선의 작성은 여러 가지 실험방법이 있지만 대표적인 방법으로 인장시험이 있다.취성재료의 응력-변형률 곡선은 가공경화가 없이 항복점을 지난이후에 급격히 파단이 되며 넥킹(Necking)이 생기지 않는 특징이 있다.연성재료는 항복점이 지난이후 가공경화가 발생하며 상항복점과 하항복점이 나타나며, 일반적으로 항복강도는 하항복점에서의 응력을 나타낸다.상항복점의 경우 인장시험 시 하중의 속도, 주위온도, 시편의 가공 상태에 따라 다르게 나타나지만 하항복점의 경우 위에서 나열한 인자의 영향을 많이 받지 않고 거의 비슷하게 나타나는 특성이 있다.시험에서 나온 데이터는 공칭응력-공칭변형률 곡선을 나타내며 극한 강도 이후에 하중이 줄어들어도 변형률이 증가하게 되는데, 이는 재료의 단면적을 일정하게 계산을 하기 때문에 나타나는 현상으로서 실제현상에서는 응력도 계속 증가하게 되며, 이것을 나타내주기 위해서 진응력-진변형률 선도로 표현을 해줘야 한다.8) 충격하중 (衝擊荷重)비교적 짧은 시간에 구조물에 가하여지는 외부의 힘. 작용하는 시간이 짧을수록 효과는 크다.9) 흡수 에너지충격시험에서 시험편을 파단시키는데 소요된 에너지를 뜻한다.4. 실험 방법1)실험장비에 대한 소개-주요규격? 시험기 용량 : 30kgf-m? 해머 중량 : 22.24kg? 실제 용량 인상각도 :143"? 해머중심 거리 : 750mm? 앤빌 간격 : 40mm? 충격날 각도 : 30"? 시험기 크기 : 600 x 1000 x 1100 mm? 시험기 중량 : 약 500kg- 원리 및 특징? 30kg-m의 샤르피 충격시험기는 타격속도 5.28m/s 또는17ft/s 내외가 표준으로 되어 있다.샤르피 충격시험기에서 진동하는 펜듀럼의 굽힘을 방지하기 위하여 보조봉이 붙어 있어 계측의 정확을 기할 수 있게 되어 있다.헤머를 시동위치에까지 이동시키기 위한 핸들은 그 축에 워엄치차를 가지고 있어 펜듀럼 해머를 상승시키는 역할을 하고, 해머가 시험편을 타격한 후에 반대측으로 올라간 각도를 읽기 위한 각도 지시판이 있고, 시험편 파괴 후에 일어나는 펜듀럼 해머의 왕복운동을 제어하기 위한 브레이크가 있다.부속 에너지 환산용 눈금은 전기각도 지시판의 각도와 환산법에 의한 에너지를 산출방법을 지양하여 이 눈금판의 눈금지침이 지시하는 위치의 이동에 의하여 눈금판위의 눈금이 곧 실험된 에너지를 지시하도록 만들어 놓은 자 막대기이다.샤르 충격시험의 시편은 노치가 있으므로 정밀하게 만들고 노치감도의 영향을 극히 적도록 하여야 한다.특히, 노치보 제작에는 게이지를 사용하여 측정하거나 또는 확대하여 검사하는 것이 필요하다.주철 및 주강 등의 온도차가 시험결과에 미치는 영향이 크므로 시험한 온도를 기록하는 것이 필요하다.2) 시험편의 형상 및 소개? 특징① 시험편은 시험판의 양끝에서부터 용접선에 수직으로 50mm폭 부분만큼을 잘라낸 나머지 부분의 열 영향부 및 용착 금속부에서 취해야한다.② 시험편의 모양과 치수는 그림에 따라 시험판 두께를10mm로 할 수 없는 경우에는 시험편 두께를 7.5mm 또는 5mm 가운데서 그 시험편의 치수에 따라 가장 큰 것으로 해야 한다.3) 실험 절차 및 주의사항? 실험 절차게이지를 사용하여 노치부가 정확히 지지대의 중간에 위치하도록 시험편을 설치한 뒤, 해머를 끌어 올리는 장치에 확실히 부착하여 끌어올림각까지 천천히 올린다.위치계를 지침 쪽으로 이동시키고, 훅을 벗겨서 해머를 낙하시킨다.이때 브레이크가 해머에 닿지 않도록 주의한다.시험편을 절단한 후 해머가 회전상승한 각을 위치계에 의해 읽고, 해머를 브레이크로 천천히 정지시킨다.? 주의 사항해머를 들어올리기 전의 수직위치에 놓고 지침이 0을 가리키고 있는지 확인하고, 시험편을 설치할 때 노치는 충격날에 부딪히지 않도록 반대방향을 향하게 한다.무엇보다 중요한 것은 실험이 위험하므로 안전에 최대한 주의를 기울여야한다.5. 결론? 실험 결과시편이 흡수한 에너지 Es는따라서 시편은 23.619kgf·m의 충격 에너지를 흡수하였다.? 다음 표는 다른 조의 결과와 비교했을 때를 간단히 초기 각도와 충격 후 각도, 그리고 공식에 도입한 충격흡수에너지 값을 간단히 표로 정리한 것이다.구 분αβEs1 조100˚16˚21.072kgf·m2 조110˚

공학/기술| 2010.06.02| 9페이지| 1,000원| 조회(1,575)

샤르피충격시험

미리보기

닫기
열전도방정식유도

*직각좌표계를 사용하는 열전도방정식의 유도밀폐계인 요소체적에 에너지 보존법칙 적용*일정고체로 구성되는 밀폐계 체적:밀도:열역학 제1법칙계로 전달되는 열량:고체내부에서 발생되는 열량:고체는 비압축성으로 계에로의 일은 없다따라서 계내의 내부에너지 변화=계로의 열전달+계내부의 열발생양변을로 나누고가 매우 적다면가 된다.이 계의 질량은 고정되어 있으므로비압축성고체이므로이 식을 요소체적에 적용하면 V=-----(1)온도 T는 시간에 대한 함수인 동시에 공간좌표의 함수이므로 도함수는 편미분이다.: 체적의 경계를 통과하는 전도에 의한 열전달*면을 통과하는 열유입율(rate of heat inflow=inflow heat flux)*면을 통과하는 열유출율(outflow heat flux)방향으로의 실제 열유입율유출열유속(outflow heat flux)을 Taylor 급수로 전개하면*Taylor급수고차항을 생략하고방향으로의 실제 열유입율을 구하면같은 방법으로방향에 대한 항들을 구하면전도에 의해 체적으로 전달되는 실제 열전달는-----(2)체적 내에서의 열에너지발생율는=-----(3):내부 또는 체적열발생율(volumetric heat generation rate)식 (2), (3)을 식(1)에 대입하고로 나누면-----(4)식(4)의에 대해 Fourier법칙인을 代入하면내부 열발생이 없다면=0Fourier 방정식-----(5)이 방정식은 고체 내부에서의 온도분포를 기술한다.열확산계수와 고체내부 온도변화와의 연관성을 이 방정식으로부터 알 수 있으며,열확산계수는 내부 열발생이 없을 때 고체내부의 온도변화에 영향을 주는 유일한 물리적 물성이다. 열확산계수는 열전도계수의 체적열용량에 대한 비로써가 클수록 온도변화가 더 빨리 고체를 통해서 전파됨을 의미한다.정상상태(시간의 변화에 따른 온도변화가 없는 경우)이면서 내부 열발생이 없는 경우Laplace 방정식-----(6)원통 좌표계구 좌표계< Cylindrical coordinates >*원통좌표계를 사용하는 열전도방정식의 유도밀폐계인 요소체적에 에너지 보존법칙 적용*일정고체로 구성되는 밀폐계 체적:밀도:열역학 제1법칙계로 전달되는 열량:고체내부에서 발생되는 열량:고체는 비압축성으로 계에로의 일은 없다따라서 계내의 내부에너지 변화=계로의 열전달+계내부의 열발생양변을로 나누고가 매우 적다면가 된다.이 계의 질량은 고정되어 있으므로비압축성고체이므로이 식을 요소체적에 적용하면 V=-----(1)온도 T는 시간에 대한 함수인 동시에 공간좌표의 함수이므로 도함수는 편미분이다.: 체적의 경계를 통과하는 전도에 의한 열전달*면을 통과하는 열유입율(rate of heat inflow=inflow heat flux)*면을 통과하는 열유출율(outflow heat flux)방향으로의 실제 열유입율유출열유속(outflow heat flux)을 Taylor 급수로 전개하면*cf: Taylor급수고차항을 생략하고방향으로의 실제 열유입율을 구하면같은 방법으로방향에 대한 항들을 구하면방향=방향=전도에 의해 체적으로 전달되는 실제 열전달는-----(2)체적 내에서의 열에너지발생율는=-----(3):내부 또는 체적열발생율(volumetric heat generation rate)식 (2), (3)을 식(1)에 대입하고로 나누면

공학/기술| 2010.06.02| 6페이지| 1,000원| 조회(2,693)

열전도방정식

미리보기

닫기