박벽원통 내압실험

소개

기계과 - 박벽원통 내압실험

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 고찰

본문내용

1. 실험의 목적

스트레인 게이지를 이용하여 내압이 작용하는 박벽 원통의 변형률을 측정하는 실험이다. 얇은 벽으로 된 알루미늄 합금 실린더에서 여러 각도로 실린더 내에 부착된 스트레인 게이지들을 통해 ‘Open-ends` 과 ’Closed ends` 조건들에서의 응력들과 변형들을 측정하고 이론과 실제의 비교를 해보고 그 차이점을 알아본다.

2. 이론적 배경

(1) Stress-Strain 관계식
응력(Stress) : 단위 면적당 내력의 크기
변형률(Strain) : 원래의 크기에 대한 변형의 정도




(2) 평형조건식
내압에 의해 세 가지의 응력이 작용할 수 있다.
① 길이방향 응력 - 원통의 길이방향(축방향)의 응력 ()
② 원주방향 응력 - 원통의 지름 원주방향의 응력 ()
③ 반경방향 응력 - 원통 벽면의 압축력, 안쪽 면은 작용하는 압력과 같고 바깥쪽은 0 이다.

길이 방향과 원주 방향의 응력은 내압과 원통의 지름 -두께비에 비례한다. 반경방향 응력은 오직 내압에 의해서만 결정되어 진다. 이들의 기하학적 관계에 의해, 박벽 원통에서는 길이방향과 원주 방향 응력이 반경 방향 응력보다 훨씬 크고 의미가 있다. 실제로 반경 방향 응력은 무시 할수있을 만큼 작다.

(3) 후크의 법칙
물체에 가해진 하중과 그로 인해 발생하는 변형량과의 관계를 나타내는 법칙이다. 어떤 임의의 물체에 하중이 가해지면 어느 한계에 이르기까지는 변형량이 하중에 선형적으로 비례한다는 법칙이다. 응력(Stress)이 , 변형률(Strain)이 , 탄성계수(Elastic Modulus)가 로 표시될 때 후크 의 법 칙을 수식으로 나타내면 아래와 같다.

참고자료

· (1) 임문혁 “스트레인 게이지를 이용한 내압을 받는 박벽 원통의 변형률 측정 실험 ” 보고서 내용 참조
· (2) 고체역학, 엄기원 역, SciTech 사이텍미디어
· (3) 네이버. 스트레인 게이지 “http://100.naver.com/100.nhn?docid=222029”
· (4) 네이버, SM1007 “http://blog.daum.net/shon5377/2802511”