기계공학실험(유체공학실험 )- 유체의 물리적 특성 결과레포트60040000손예진제출일2009. 5. 71. 목적물질은 각기 다른 고유의 성질과 특성을 가지고 있다. 이러한 고유한 성질과 특성을 나타내기 위해 다양한 변수를 도입하여 사용하고 있다. 본 장에서는 고체, 액체, 기체의 대표적인 물질의 모습을 고려하면서 표면장력 및 점성도에 대해 알아보고자 한다.2. 예습Mechanical Measurements (5th Ed.), T. G. Beckwith & R. D. Marangoni, Chapter 93. 실험장치(1) 표면장력계(2) 점도측정기4. 이론4.1 표면장력유체 내의 밀도의 불연속이 존재하면 그 경계면(불연속면)에 표면장력(表面張力:surface tension)이라는 힘이 발생한다. 중력이나 기타 외력이 무시될 수 있는 상태에서 액체입자는 표면장력 때문에 완전한 구형을 이룬다. 액체 내부에 있는 한 분자를 생각할 때 이 분자는 많은 다른 분자에 의하여 대칭적으로 둘러 쌓이기 때문에 분자상호인력은 평균적으로 모든 방향에서 균일하게 작용되어 평형을 이룬다. 그러나 경계면 근방에 위치하는 분자들에 작용하는 분자 상호인력은, 밀도가 큰 유체의 분자에 의하여 작용되는 인력이 밀도가 작은 유체의 분자에 의하여 작용되는 인력보다 크다. 따라서, 경계면 근방의 액체분자는 밀도가 큰 액체쪽으로 불평현인력을 받게 되어 결국 액체 내에 포텐셜(potential)이 생성된다.이 포텐셜로 인하여 경계면에 위치하는 분자들은 경계면까지 변위시키는데 한 일에 해당하는 포텐셜에너지를 갖게되고, 이 포텐셜에너지로 인하여 경계면에 장력이 발생한다. 이 때 이러한 장력을 표면장력이라 한다.4.2 점도측정장치일상의 경험을 통해서 꿀이 물보다 더 끈적임을 알고 있다. 액체는 용기에 따라 모습이 달라지지만 이 끈적임의 정도(점성)에 따라 모습이 바뀌어 가는 속도가 달라진다. 본 실험에서는 유체의 특성을 나타내는 중요변수 중의 하나인 점성에 대해 공부하고자 한다.4.2.1 점성 (Viscosity)점성이란 액체를 구성하고 있는 요소(이를 분자보다 커다란 물질의 덩어리라고 부르기도 한다)가 상대적인 운동을 할 때 힘과 운동의 관계를 설명하면서 정의한다. 그림 5에서와 같이 액체의 아래면은 고정되고, 윗면은 움직이고 있는 액체 내부에 상대운동이 있으면, 액체는 운동에 저항하는 힘이 작용하여 운동을 견제한다. 액체 내부의 운동을 억제하는 힘의 정도로 그 액체의 끈적임 정도(점성)와 움직임의 정도(유속의 변화정도)에 따라 결정되게 된다.이를 뉴톤(Newton)의 점성법칙이라 부르며,는 유체의 전단력(),는 액체의 점성계수(),는 속도 구배()를 나타낸다. 위와 같은 관계를 보이는 (흐름을 보이는) 액체를 뉴톤유체(Newtonian Fluid)라고 부른다. 전단력(단위 면적당 밀리는 방향의 힘)은 유속 속도의 구배가 클수록, 그리고 액체 물질의 점성도가 클수록 커진다. 즉, 힘이 일정하다면 끈끈한 액체는 속도 차이(구배)가 크지 않는 것이고 속도 차이(구배)가 일정하다면 끈끈한 액체는 이동하는데 더 많은 힘이 필요하다.5. 실험5.1 표면장력실험(1) 먼저 백금링(K) 및 용기(L)를 깨끗이 한다. 백금링은 불꽃 중에서 산화하기 쉬우므로 적당한 세정액 및 증류수로 충분히 세척한다.(2) 본 기계장치가 수평이 되도록 조절나사(T), (T')로 조절한다. 수평은 용기대(U) 위의 수평조준기를 기준으로 조절한다.(3) Dial(G)에서 Vernier(H)의 0점을 주눈금의 0점에 일치시킨다.(4) 나사(E)에서 피아노선(A)을 적절하게 긴장시키고, 백금링을 가는 선(J)의 선단에 매단다.(5) 가는 선의 지침(S)이 거울(R)의 표시선에 일치하도록, Balance weigh(V)를 조절한다. 이 조절의 최종적인 미세조정은 나사(F)를 회전시켜 피아노 선을 적게 꼬이는 상태가 좋은것이고, 이 경우에도 Balance weigh으로 대체의 조정을 하여 두는 상태가 좋다.(6) 용기 중에 증류수를 8/10정도 넣고, 용기대 위에 놓는다. 액면과 백금링 사이는 약 1~2mm정도 되고, 백금링이 용기의 대량 중앙에 위치하게 둔다. 용기대를 지지팔과 같이 올려 나사(P)로 고정한다. 조절나사(M)에서 용기대를 올려 액면과 백금링을 접촉시킨다. 이 때 백금링이 당겨져 담겨지게 되는데, 지침과 거울의 기준선에서 아래의 경우에는 다시 조절나사를 회전하고, 용기를 올려 지침과 기준선이 일치하도록 한다.(7)Dial을 천천히 우로 돌리고, 피아노선이 꼬이기 때문에 조절나사를 회전하고, 가는 선의 지침(S)이 거울에 일치할 때, Dial 및 조절나사를 같이 회전시켜 조정하고, 백금이 액면과 떨어지는 순간에 정지시킨다. 그 때 눈금의 지시도를 vernier에 읽어 취한다. Dial 및 조절나사의 회전방향은 가능한한 천천히 일정한 속도로 행하여 준다. 또 이 때의 온도를 온도계로 측정한다.(8) 이상의 실험에서 피아노선에 관한 한계계수(Y)를 다음식에 의해 구한다.예) 액온 : 20℃증류수 20℃에서의 표면장력치 :눈금읽기의 평균치 : X°측정은 5회 이상 행하고, 이 평균치로써 X와 사용되는 상태에서 사용하여준다.(9)증류수의 표면장력치온도온도온도5℃74.9218℃73.0522℃72.4410℃74.2219℃72.9023℃72.2815℃73.4920℃72.7524℃72.1317℃73.1921℃72.5925℃71.97(10) 표준액과 사용되는 것은 증류스를 막론하고 표면장력치는 알고있는 것이었다면, 다른 액체에서도 사용할 수 있다.(11) 상기 표준시험을 종료한 후에 시액의 측정을 동일한 방법에 의해서 행하고, 다음식에 의해 표면장력치를 구한다.표면장력치()=y : 계수X : 눈금 읽기의 평균치(°)2. 점도측정실험일반적으로 유체의 점성을 측정하는 방법은 회전하는 동심 원통을 이용하는 방법과 모세관에서의 유동을 이용하는 두 가지의 방법이 있다. 그림 3은 동심 원통을 이용한 회전형 점성 측정 장치이다.1) 그림 3의 장치를 전원에 연결한다.2) Head부분에 달려있는 스위치를 켜서 작동유무를 확인하고, 눈금을 고정시키는 바가 작동하는지도 같이 확인한다.3) 작동유무를 확인 후 그림 3의 실험장치와 결합하는 water bath에 물을 넣어 장착한 후 위 1), 2)의 방법대로 작동시켜 calbration한다.4) water bath에 물 대신 측정할 용매를 넣고 위의 순서대로 실험을 진행한다.6. 결과6.1 표면장력 실험1차2차3차평균20.5℃증류수66.5°67°66°66.5°20.0℃식염수55°52°52°53.0°
기계공학실험(유체공학실험 )- 관로마찰실험 결과레포트60040000손담비제출일2009. 5. 141. 목적유체유동에서 문제를 풀기 위하여 유동장 각 점에서의 속도로 인한 압력의 변화를 계산할 필요가 있다. 따라서 보다 간단하고 근사적으로 하여 유체압력과 속도를 비교적 간단한 식으로 얻을 수 있다. 이와 같은 식을 베르누이 이론이라고 한다. 본 실험의 목적은 하이드로 벤치라는 실험장치를 이용하여 테이퍼진 원관내에 순수물이 유동할 경우를 적용함으로써 베르누이 이론을 규명하는데 있다.2. 예습(1) Mechanical Measurements (5th Ed.), T. G. Beckwith & R. D. Marangoni, Chapter 9(pp.301-339)3. 실험 장치(1) 하이드로벤치(Hydraulic bench)(2) 마노미터(Manometer)(3) 펌프(Pump)(4) Pipe loss system4. 이론4.1 관이음(Fitting), 밸브, 국소손실파이프나 덕트시스템에서 사용되는 여러 가지 보조요소들은 기본적인 파이프 유동에서 발생하는 손실과는 별도로 난류와 기계적 에너지 손실을 야기하는 외란을 줄 수 있다. 그림 1은 급격한 확대를 통한 유동을 개략적으로 보여 주고 있다. 유동은 날카로운 모서리를 따라 갈 수 없으므로 박리되고, 많은 무질서한 유동을 생성한다. 이 무질서한 유체의 운동을 막연히 ‘난류’라고 부른다. 그러나 급격한 확대관 근처에서의 유동은 재순환 유동 등을 포함하는 복잡한 유동장을 이룬다. 이 유동은 유체가 하류로 진행될수록 진정한 난류로 되어간다. 확대로 인한 외란은 무질서한 운동으로 운동에너지가 소산되고 유동이 점진적으로 완전히 발달한 조건으로 갈수록 어느 정도 하류거리까지 지속된다. 이러한 유동은 급격한 확대에 대하여 유일한 것은 아니다. 다른 요소들도 비슷한 외란을 발생시킨다. 막연히 ‘난류’라고 불리는 이러한 외란은 요소로부터 하류영역에서의 에너지 손실에 책임이 있다. 요소들에 대한 하류방향 기계에너지의 손실도표는 에너지 손실을 계산하기 위해서는 파이프 마찰손실에 국소손실을 더하면 된다. 국소손실은 손실계수 K를 이용하여 계산한다.gh _{L} =K LEFT ( {V ^{2}} over {2} RIGHT )손실계수는 요소의 형상과 Reynolds 수의 함수이다. 파이프에서 상대적인 거칠기와 비슷한 크기의 영향인자가 또한 중요하다. 대부분의 요소들이 난류를 증진시킴으로써 에너지 손실을 발생시키므로 손실계수는 거의 Reynolds 수에 독립적이다.국소손실을 계산하는 방법에서 손실계수에 대한 대안은 ‘등가길이’방법이다. 이 방법에서, 구성물은 곧게 뻗은 파이프(덕트)에 의해 대체되는데 이것은 같은 손실을 가진다. 등가 파이프 마찰손실을 실제 국소손실과 같다고 보면 다음 식을 얻는다.f {L _{eq}} over {D _{h}} {V ^{2}} over {2} =K LEFT ( {V ^{2}} over {2} RIGHT )여기서, 우리는 등가길이를 다음 식으로 계산할 수 있다.L _{eq} = {K} over {f} D _{h}여기서, f는 요소들이 부착되어 있는 파이프(덕트)에서의 마찰계수이다. 이 등가길이 개념은 확대 및 축소관의 경우를 제외하면 모든 구성물에 대해서 합당하게 사용된다. 확대 및 축소관에 대하여는 등가길이를 작은 관에 대해 구할 것인지 또는 큰 관(덕트)에 대해 구할 것인지를 구체화해야 한다.확대 및 축소관 급격 확대관은 단순한 해석적 방법에 의해 유도될 수 있는 유일한 형상이다. 그림 2는 이러한 유동에 대한 검사체적을 보여준다. 균일유동이 평면1에서 확대되어 들어간다고 가정하자. 평면2는 유동이 그 위치에서 균일하다는 것을 보장해 주는 충분히 먼 하류방향에 위치에 있다. 또한, 압력은 평면1과 2를 가로질러 균일하다고 가정하자.그러면 검사체적에 대한 연속방정식, 선형운동량방정식, 에너지 방식은 아래와 같다.V _{1} A _{1} =V _{2} A _{2}#(p _{1} -p _{2} )A _{2} - tau _{ave} A _{wall} = rho (V _{2} 때문이다. 연속방정식과 운동량방정식을 결합하여 압력 차이를 구할 수 있다.p _{1} -p _{2} = rho V _{1} ^{2} LEFT [ LEFT ( {A _{1}} over {A _{2}} RIGHT ) ^{2} - {A _{1}} over {A _{2}} RIGHT ]이 결과를 에너지 방정식에 대입하고 연속방정식으로부터V _{2}를 제거하면 다음 식이 된다.gh _{L} = LEFT ( 1- {A _{1}} over {A _{2}} RIGHT ) ^{2} LEFT ( {V _{1} ^{2}} over {2} RIGHT )이 식을gh _{L} =K LEFT ( {V ^{2}} over {2} RIGHT )와 비교하면 다음과 같다.K= LEFT ( 1- {A _{1}} over {A _{2}} RIGHT ) ^{2}K가 작은 면적(큰 속도)에 기준하였음에 유의하라. 또한, 국부손실은 항상 압력 강하와 대치될 수 있는 성질이 아니다. 이 경우 압력은 실질적으로 속도의 감소로 인하여 급격한 확대관에서 증가한다.다음은 점진적인 확대관을 고려하자. 급격한 확대에 대한 K를 계산하는 식에서는 벽면 전단응력이 0°이라고 가정하였다. 이 가정은 점진적인 확대관의 경우에는 맞지 않는다. 만일 확대가 점진적이라면, 마찰손실은 중요할 것이다. 그림 3은 점진적인 원추형의 확대에 대한 전형적인 손실계수를 보여주고 있다. 0°의 각은 직선 파이프이고, 180°의 각은 급격한 확대관에 대응한다. 40°보다 큰 각에 대하여, 급격한 확대관은 보다 작은 손실계수를 가진다는 것에 유의해라. θ>40°에 대하여, 박리손실은 급격한 확대의 경우와 거의 같다. 점진적 확대관에서는 마찰손실이 더해져서 전체손실을 크게 한다.축소관은 일반적으로 확대관에서 보다 작은 손실계수를 가진다. 그림 4는 급격한 축소관에서의 유동형상을 보여 준다. 유동은 모서리에서 박리되고, 유동외란의 영역은 하류에 존재한다. 주 유동 유선은 최소 면적으로 수렴하였다가 관을 채우면서 발산한다. 이 최소 유동면적을 베나손실계수축소 원추관의 각도K300.02450.04600.07곡관 그림 5는 매끄러운 원형밴드관에서의 유동을 보여준다. 곡관의 손실은 다음의 원인으로부터 야기된다.● 상대적인 거칠기와 곡관의 길이-직경비에 의존하는 일반적인 마찰손실● 곡관의 하류방향에서의 유동박리● 원심력과 관련되는 단면에서의 이차유동그림 6은 곡관에서의 박리 및 이차유동에 의해 야기된 손실의 계산결과를 보여주고 있다. 곡관의 마찰로부터의 손실이 여기에 덧붙여져야 한다. 90의 매그러운 곡관에서의 전체 손실계수는 아래와 같다.K _{total} =K _{fig.6} +f {pi R} over {2D}미터(Miter)벤드는 공간이 작거나 건설경비를 최소해야 하는 곳에 사용되어진다. 그림 7은 미터벤드에 대한 등가길이를 보여주고 있다. 터닝베인(turning vane)을 첨가하면 손실을 80%까지 줄일 수 있다.5. 실험5.1 관로마찰실험1) 본 실험에 사용하는 작동유체는 순수 물로써 하이드로 벤치에 물을 채우고 관로마찰 실험장치로 순수 물을 주입시킨다.2) 유동조절밸브롤 조절하여 마노메타 안에 공기가 없게 물을 채운다.3) 두 개의 유동조절밸브를 열고 마노메타의 수두사이에 최적인 차이가 유지되도록 계의 압력과 유량을 적절히 조절하고 마노메타를 읽는다.4) 순환수의 순간유량은 hydraulic bench를 이용하여 유량을 구한다.5) Hydrulic bench에 있는 순환수를 펌프를 통해 pipe loss system에 공급하여 각 파이프 bend에 설치된 마노메토의 수두의 변화를 측정한다.6) 위와 같은 방법으로 공급 유량을 달리하여 위의 순서대로 여러번 반복적으로 측정한다.7) 아래에 있는 차트들을 통해 K의 이론값과 실험값을 비교분석한다.6. 결과6.1 실험값Differential Piezometer Head Δh'(mm)Qty(l)Time(s)Q(l/s)Mitre5, 6Elbow1, 2Enlrg't7, 8Cont'n9, 10Bend13, 14기준3, 415.390.*************5.10Bend13, 14기준3, 40.18551.2730.34482.66.0337993.32830.19491.3410.36291.76.6849.029.3152.50.18021.2400.33478.45.6936088.52690.18551.2770.34483.16.0344.426.5138.20.18731.2890.34784.76.1438995.62900.18661.2840.34684.06.1044.926.8139.76.2.1 손실수두 계산식straighth _{L}h _{L} =K` {V _{1} ^{2}} over {2g} =f` {L} over {D} TIMES {V _{1} ^{2}} over {2g} =0.051 TIMES {0.9144m} over {0.0136m} TIMES {V _{1} ^{2}} over {2g}K=h _{L} LEFT ( {2g} over {V _{1} ^{2}} RIGHT )mitre(90DEG )h _{L}h _{L} =K` {V _{1} ^{2}} over {2g} =f` {L _{eq}} over {D} TIMES {V _{1} ^{2}} over {2g} =0.051 TIMES {1.224m} over {0.0136m} TIMES {V _{1} ^{2}} over {2g}Enlrg'th _{L}h _{L} =K` {V _{1} ^{2}} over {2g} =(1- {A _{1}} over {A _{2}} ) ^{2} TIMES {V _{1} ^{2}} over {2g} =0.534 TIMES {V _{1} ^{2}} over {2g}Cont'nh _{L}h _{L} =K` {V _{1} ^{2}} over {2g} =( {1} over {C _{c}} -1) ^{2} TIMES {V _{1} ^{2}} over {2g} =( {1} over {0.639} -1) ^{2} TIMES {V _{1} ^{2}} over {2g}Bend(radius)h _{L}h _{L} =K` {V _{1} ^{2}} over {2g} =(K p2g}
2008학년도 2학기기계공학과창의설계입문최종보고서(지도교수 : 손 담 비)波瀾萬丈목 차Ⅰ 서 론1. 팀 소개·········································································4(1) 波瀾萬丈(파란만장)(2) 팀원 구성(3) 회의 일정(4) 팀 규칙2. 제품 선정······································································5(1) Brain Storming(2) Auto Machine to Pill Potato(3) 특허 조사Ⅱ 본 론1. 목적계통도····································································6(1) 필요성(2) Brain Storming(3) 목적계통도(4) 추구 방안2. 직접 시장조사·······························································7(1) 설문 조사(2) 설문지(3) 조사 결과(4) 요약3. 기능계통도····································································8(1) 전체 기능계통도(2) 1차 기능계통도4. 설계사양표····································································9(1) 절대요구사항 D(2) 희망사항 W5. 품질의 집········································································96. 개념 전개········································································10(1) 형태학적 차트(2) 개념적 설계7. 모형 제작12(1) 준비물(2) 모형 사진Ⅲ 결 론1. 프로젝트를 마치며..14(1) 60042720 하성욱(2) 60080000. 별지15팀 규칙설문조사지프리젠테이션 자료Ⅰ 서론1. 팀 소개(1) 波瀾萬丈(파란만장)[명사] 사람의 생활이나 일의 진행이 여러 가지 곡절과 시련이 많고 변화가심함.(2) 팀원 구성성 향학 번이 름소 개A성향60040000홍길동팀장으로 이번 설계 프로젝트 총괄 담당.C성향60080000성춘향자료 조사를 주로 담당 하였으며,최종 발표를 맡음B성향60080000김홍도프로젝트 전체적인 일정을 조율.B성향60080000안소희회의 자료를 정리하는 서기가 주 업무.(3) 회의 일정2008. 09. 02.팀 규칙 제정. 프로젝트 세부 일정 수립.2008. 09. 09.1차 아이디어 회의.2008. 09. 16.2차 아이디어 회의 및 제품 선택.2008. 09. 23.선택된 제품에 대한 시장 조사 및 특허 조사.2008. 09. 30.제품 목적계통도 작성.2008. 10. 07.제품 기능계통도 작성.2008. 11. 04.제품 설계사양표 및 품질주택 작성.2008. 11. 11.제품 형태학적 차트 작성.2008. 11. 18.개념적 설계를 통한 제품 디자인.2008. 11. 25.제품 모형 제작.(4) 팀 규칙2. 제품 선정(1) Brain Storming의자면도기헤어드라이기칠판범퍼스탠드펌프백미러창문감자깎이자전거제초기건조기다리미옷장서재세탁기자판기탈수기토스터기스템플러마우스배식기식기세척기과일깍이라지에이터보일러비데급수기식탁전기밥솥엘레베이터교량비닐하우스전화기휠체어손톱깎이리모컨저금통창문닦이(2) Auto Machine to Pill PotatoBrain Storming을 통하여 약 40여개의 아이디어가 제품 검토 목록에 올랐고,회의를 거쳐 기존의 감자 깎는 기계에 다른 기계적 메커니즘을 적용한Development Design의 형식을 채택.(3) 특허 조사발명자 : 김형근본 고안은 외통과 내통과 회전판 및 회전봉을 갖는 야채(당근, 무우 등) 및 서류(고구마, 감자 등)의 껍질제거기에 있어서, 내통은 외통의 내부에 설치되고 내통의 내벽에 설치되는 내통브러쉬를 가지며 내통축에 연결되방사형으로 돌출된 2 또는 2이상의 물살돌기와 물살돌기 사이에 설치되는 회전원판브러쉬를 가지며 회전판축에 연결되어 상기 내통과 반대방향으로 회전 가능하고, 회전봉은 회전판의 상부에 설치되고 회전봉 둘레에 설치되는 회전봉브러쉬를 가지며 회전판과 동일한 각속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 껍질제거기에 관한 것이다.Ⅱ 본론1. 목적계통도(1) 필요성대형 음식점이나 급식소에서 감자 또는 다른 재료들의 껍질을 손질하는데많은 시간과 인력이 필요하다.(2) Brain Storming(3) 목적계통도(4) 추구 방안경제성/효율 :효율성 증대를 통한 비용 절약.안전성 :간단한 Manual & 사용자 안전 보장.환경 :친환경적인 기계설비 시스템 제작.자동화 :제품의 전 과정 자동화 시스템 도입.2. 직접 시장조사(1) 설문 조사① 설문 대상 : 명지대학교 앞 가게 업주 19名② 조사 방법 : 구두조사에 의한 설문지 작성(2) 설문지(3) 조사 결과① 응답자의 연령대⇒ 50대(37%), 40대(32%), 기타(31%)② 업소에서 하루 사용하는 감자 수량⇒ 5kg이상 ~ 10kg미만(47%), 10kg이상(21%), 기타(32%)③ 감자를 깎는데 소요되는 시간⇒ 1시간미만(68%), 1시간이상 ~ 2시간미만(32%)④ 제품 출시 후 구매 의향⇒ 구매하겠다(79%), 구매하지 않겠다(21%)⑤ 이러한 기능이 있으면 좋겠다.⇒ 재료 손질, 재료 수납, 다른 야채의 호환 등(4) 요약대부분의 업주들이 현재 감자 등의 껍질을 손질하는 재료에 있어서 불편함을 느끼고 있는 것이 사실이며 시장조사에 의한 결과 구매하겠다는 의견이많았다. 다만 제품의 효율성, 신뢰성을 향상시켜야 할 것이며 가격을 안정시켜야만 확실히 업주들의 구매를 이끌어 낼 수 있을 것이다.3. 기능계통도(1) 전체 기능계통도(2) 1차 기능계통도4. 설계사양표(1) 절대요구사항 D크기는 1m*1m*2m 내외로 설계한다.연속적인 운동메커니즘껍질 완전 제거로 소비자에게 신뢰를 줘야한다.시작을 제외한 모든 과정은 자동화 시스템.사제조 가격은 100만원 이하.(2) 희망사항 W전류 과부하 및 기계 과열시 자동 차단기능10재료의 이동으로 인한 기계 파손 방지9물을 이용하기 때문에 강한 내식성 필요9다량의 재료를 빠른 시간에 처리할 수 있는 능력8열림 상태에서는 작동이 되지 않는다8내부 부품은 모두 안전하게 설치되어 있다.8재료를 수납할 수 있는 공간 설치7소비자 가격은 150만원75. 품질의 집6. 개념전개(1) 형태학적 차트(2) 개념적 설계① 방안3 + 방안1 + 방안5 + 방안1② 방안6 + 방안2 + 방안2 + 방안1③ 방안2 + 방안2+ 방안2 + 방안1④ 방안5 + 방안1 + 방안5 + 방안1⑤ 회의2008. 11. 18. 9차 정기 아이디어 회의를 통해 실제 모형 제작은 설계①로 하기로 결정.7. 모형 제작(1) 준비물 : 아크릴, 나무젓가락, 모터 등(2) 모형 사진Ⅲ 결 론1. 프로젝트를 마치며..(1) 60040000 홍길동이번 설계 프로젝트는 지금까지 학교생활을 하면서 가장 오랜 기간 준비한프로젝트다. 동기들이 아닌 후배들과 프로젝트를 하다 보니 나름 선배로써책임감 때문인지 많이 신경을 쓰고 시간도 많은 시간 투자하였다. 최종 결과물이 잘 되었다고 생각되지는 않지만 팀 내 맏형으로 후배들을 잘 이끌고 프로젝트를 끝마칠 수 있어서 다행이라고 생각한다. 아쉬운 점은 설계를세심하게 하지 못했다는 점이다. 우리가 선정했던 아이템은 나름 괜찮은아이템이라 생각한다. 좀 더 세심하게 프로젝트를 진행한다면 정말 좋은작품이 나올 수 있을 것 같다. 마지막으로 한 학기 동안 프로젝트에 대한조언을 아끼지 않으셨던 박강 교수님께 감사드립니다.(2) 60080000 성춘향감자 깎는 기계 하나를 설계해 보려고 얼마나 많은 자료들을 검색했는지내 컴퓨터 바탕화면에 창설이라는 폴더에는 이런 자료들을 언제 봤었지 하는 자료들도 수두룩하게 쌓여 있다. 직접 나가서 시장조사도 해보고 많은경험들을 한 것 같다. 이번 계기를 통해 앞으로 설계과목들도 잘 해낼 수있을 것이라 생각한다.(3) 60080000 김 실제모형으로 제작하는 과정이었던 것 같다. 어려서부터 장난감들을 조립하는취미가 있어서 굉장히 흥미 있게 모형제작에 참여할 수 있었다. 남들이 구상해놓은 것이 아닌 내가 구상에서 내가 직접 만든다고 생각하니 정말 흥미롭지 않을 수 없었다. 학기 중에 몸이 많이 안 좋아서 가끔 지각이나 결석을 해서 팀원들에게 죄송스럽게 생각하구 있다.(4) 60080000 안소희정역학과 창의설계 이번 학기에 두 개의 설계과제가 있었는데 정역학은 복잡한 계산들이 나를 힘들게 하였지만 창의설계는 수많은 아이디어들이 나를 힘들게 하였다. 그래도 한 학기 동안 열심히 과제들을 수행하니 정말 보람 있다는 생각을 하게 되었다. 뭔가 끝날 때 아쉬움이 잔잔하게 밀려오는이 느낌. 좀 더 잘할 수 있었을텐데 하는 아쉬움이 많이 든다. 팀 규칙우리 팀은 창의설계입문 설계 과제의 공동의 진행을 위하여 만들어진 팀으로써 과제의 순조로운 진해과 높은 완성도를 위하여 다음과 같은 사항에 동의한다.1. 우리는 공동의 팀 과제를 진행하는데 동의한다.2. 우리는 팀 회의를 정기적으로 개최할 것에 동의한다.3. 우리는 팀의 모든 논의사항을 외부로 발설하지 않을 것에 동의한다.4. 우리는 매주 오프라인 모임 1회, 온라인 모임 1회를 개최한다.5. 우리는 회의 시 불참, 지각자에게 벌금 2000원을 부과할 것에 동의한다.6. 우리는 매 주 개인에게 개인 과제를 부여할 것이며 과제를 제 기간 내에 완수하지 못할 경우 벌금 2000원을 부과할 것에 동의한다.7. 우리의 최종 목표는 상품 생산이라는 것을 잊지 않는다.8. 우리는 한 팀이다. 서로에 대한 불신을 하지 않는다.2008. 09. 02.60040000 홍길동 (서명)60080000 성춘향 (서명)60080000 김홍도 (서명)60080000 안소희 (서명) 설문조사지본 설문지는 명지대학교 기계공학과 내에 창의설계입문 수업을 위한 자료로 활용되며 목적은 과일 깎는 기계를 제작하기 전에 필요성 조사와 시장 조사를 겸한 것 입니다. 본 자료는 통계를 낸 후 즉시다.
창의설계입문 By 波瀾萬丈 -Auto Machine to Peel Potato波瀾萬丈 No.1 NO.2 No.3 No.4 60040000 홍길 동 60080000 성춘 향 60080000 김홍 도 60080000 안소 희A.M.P.P 의 필요성 시간 절약 인건비 절약 대형 음식점이나 급식소에서 많은 인력과 시간을 들이지 않고 다량의 재료의 껍질을 신속하게 처리할 수 있다 . I 필요성정의음식점에서 한번에 사용하는 재료의 양은 ? 이에 필요한 시간은 ? 껍질 처리하는 방법은 ? Q1. Q2. Q3. I 문제점정의시간절약 , 에너지절약 , 제작비절약 , 인건비절약 , 외관 , 적은설치공간 사용자안전 , 수리용이 감전방지 , 간단한사용법 기계안전성 , 내구성 , 내식성 안전장치 환경보존 , 저소음 재활용 , 급수재활용 음식물쓰레기 처리 전과정 자동화 자동급수 , 자동세척 자동배수 , 자동센서시스템 A. M. P. P 경제성 / 효율 안전성 환경 자동화 I 목적계통도A.M.P.P시간 절약 전기에너지 절약 제작비 절약 인건비 절약 효율성 증대를 통한 비용 절약 경제성 / 효율사용자 안전 수리 용이 전기 안전 기계 안전성 간단한 Manual 사용자 안전 보장 안전성환경 보존 저소음 재활용 음식물쓰레기 처리 용이 친환경적인 기계설비 시스템 환경자동 급수 자동 배수 자동 세척 자동안전감지 시스템 기계의 자동화 시스템 도입 자동화설 문 조 사 설문방법 : 구두조사에 의한 설문지 작성 참가인원 : 사장님 19 명 대상 : 학교 앞 가게 사장님들 PERPECT30 대 40 대 50 대 60 대 1 2 3 4 응답자의 연령대 체크응답자의 연령대 체크1kg 미만 1kg 이상 ~ 5kg 미만 5kg 이상 ~ 10kg 미만 10kg 이상 1 2 3 4 업소에서 하루 사용하는 감자의 수량은 ?업소에서 하루 사용하는 감자의 수량은 ?30 분 미만 30 분 이상 ~ 1 시간 미만 1 시간 이상 ~ 2 시간 미만 1 2 3 감자를 깎는데 걸리는 시간은 ?감자를 깎는데 걸리는 시간은 ?네 아니오 1 2 제품 출시 후 구매 의향제품 출시 후 구매 의향가격을 보고 그 이후에 결정할 것 같다 . 제품의 효율성 문제 제품의 가격 문제 제품의 신뢰성 문제 기계가 제대로 감자를 깎을 수 있을지 모르겠다 . 직접 깎는 것이 더욱 빠르고 확실할 것 같다 . 아니오 !!A. M. P. P 다지기 , 썰기 재료의 추가 손질 재료 수납 삶는 기능 재료 세척 기능 다른 야채의 호환 희망사항♥I 기능계통 도 System Auto Machine t o Peel Potato 전기에너지 청수 열에너 지 폐수 찌꺼 기I 기능계통 도 표면 1 차 세척 껍질 분 리 표면 2 차 세척 재료 조리 SystemI 표면 1 차세척 System 사용자의 조작 1 2 3 4I 껍 질 분 리 System 찌꺼기 1 2 3 4I 표면 2 차세척 System 1 2 3 4I 재료조리 System 미래형 A.M.P.PI 설계사양표 크기는 1m x 1m x 2m 내외로 설계한다 . 회전운동 메커니즘을 기반으로 한다 . 껍질 완전 제거로 소비자에게 신뢰를 줄 수 있어야 한다 . 시작을 제외한 모든 과정은 자동 시스템이어야 한다 . 사용 전력은 220V 에서 사용한다 . DI 설계사양표 전류 과부하 , 기계 과열 시 자동 차단 기능 (10) 재료의 회전으로 인한 기계의 파손 방지 (9) 물을 이용하기 때문에 강한 내식성 필요 (9) 재료를 수납할 수 있는 공간 설치 (8) 소비자 가격은 100 ~ 150 만원 (7) WI House of QualityI 형태학적차트 방안 1 방안 2 방안 3 방안 4 방안 5 방안 6 본체 형상 감자 세척 껍질 제거 재료 조리I 트리즈발명원리 No. 발명 원리 제품 적용 2 추출 [Extraction] 기존 A.M.P.P 설계상의 재료 조리 기능을 따로 기계 외부로 추출 . 5 통합 [Merging] 감자를 깎아주는 기능과 2 차 세척을 동시에 수행 . 11 사전 보상 [Beforehand Compensation] 수명이 짧은 기계 부품들에 대해서는 미리 예비부품을 지급 27 값싼 일회용품 롤러를 일회용품으로 매번 사용할 때마다 교체 29 공기압과 유압 [Pneumatics and hydraulics] 유압을 이용해서 감자의 크기에 따라 적당한 롤러 위치 설정{nameOfApplication=Show}
고체역학 설계 프로젝트60032550 김태환 60042664 박찬형 60042720 하성욱목차서론 설계 과제 인식 및 수행 과정 축(軸)에 대한 정리 본론 축을 설계할 차량 제원 축 재료에 대한 조사설계 과제 인식우리의 생활 주변에서 사용되는 전동축의 설계과정을 경제성, 환경, 안전을 고려하여 기존 축 설계에 있어서의 개선점을 제시. 안전계수는 S로 한다.설계 수행 과정팀 회의를 통하여 설계 주제 선정 역할 분담 김태환: PPT 작성 및 발표 박찬형: 보고서 작성 및 자료 검색 하성욱: 수치 해석축(軸)의 정의동력을 전달하는 막대 모양의 기계부품 차축(axle): 2개의 바퀴 사이에 사용되며 차체를 지탱하는 축이다. 전동축(transmission shaft): 전동기나 원동기와 같은 동력원에서 작업부에 동력을 전달하는 축이다.차축(車軸, axle)이란 무엇인가?차축(車軸, axle)이란 무엇인가?바퀴를 통해 차량의 무게를 지지하고 바퀴에 동력을 전달하는 장치 중소형 차량에는 2개, 대형 차량에는 3~4개 프런트 액슬: 방향 조절, 구동력 전달 리어 액슬: 드라이브 액슬, 데드 액슬그랜저TG-Q240그랜저TG-Q240단위 환산최대토크는 4250rpm 이 때 엔진은 164ps (프랑스 마력) 164ps = 120.6 kW (1ps = 735.5W) 120.6kW = 161.6hp (1kW = 1.34hp) 그랜저TG-Q240 차량의 최대토크는 4250rpm에서 일어나며, 이 때 엔진 출력은 161.6마력차축(車軸) 재료 선정PEARSON Education Korea 재료역학 p. 559의 부록을 이용 Brass (80%Cu, 20%Zn, hard) 선정Brass (Cu 80%, Zn20%, hard)(항복응력)=67000psi (극한응력)=84000psi계산을 해보자P=Tω를 이용하여 T=2396in-lb를 얻는다. 허용최대 전단응력 (안전계수 S=4)계산을 해보자중실전동축을 사용한다고 하면 위 식을 이용하여 반지름 R=0.45in 를 얻을 수 있다.계산을 해보자중공전동축을 사용한다고 하면 (안정성을 고려하여 내부 반지름은 외부 반지름의 70%로 설정) 위 식을 이용하여 반지름을 구해보면결론중실축의 경우 중공축보다는 안전적인 면에서의 장점을 갖을 수 있겠지만 경제적인 부담을 갖게 된다. 재료 선정에 있어서 현재 시중에 사용되는 재료에 대하여 정확한 조사가 어려워서 경제적인 판단을 할 수 없었다{nameOfApplication=Show}