압축용기 응력측정 실험

소개

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목차

1. 실험목적

2. 실험과 관련된 이론

3. 실험장치

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 실험값과 이론값 비교

7. 결과분석(고찰)


참고자료

본문내용

1. 실험목적
 모든 기계나 구조물, 부재는 외부 하중이나 힘을 받을 때 어느 정도 변형을 하게 되며 이 변형을 측정하기 위하여 스트레인게이지를 사용한다. 따라서 이 실험으로 스트레인게이지의 사용 목적과 원리의 이해한다.

 이 실험으로 인해 측정되는 일정압력에 따라 압력용기에 나타나는 응력과 변형율의 값과 고체역학에서 배운 이론을 바탕으로 이론값을 계산하여 이론값과 실험값을 비교하여 본다.

 이론값과 실험값이 같은지, 만약 오차가 생긴다면 오차의 원인이 무엇인지 생각하여 본다.


2. 실험과 관련된 이론

(1) 응력과 변형률
일반적으로 재료를 인장하면 일정 범위 내에서 재료에 가한 힘은 재료의 변형에 비례하고, 외력의 크기와 변형률은 일정한 관계를 유지한다. 이것은 외력에 상응하는 힘이 재료의 내부에서 발생된다고 생각하며, 이 때 단위 면적당의 힘의 크기를 응력(stress)이라고 한다.

일반재료는 인장을 가하면 늘어나고, 압축력을 가하면 오그라드는 성질을 가지고 있으며, 재료에 인장을 가하여 늘어난 길이를 ΔL, 원래의 길이를 L이라고 할 때, 늘어난 비율(ΔL/L)을 변형률(strain)이라 하고 ε의 기호로 나타낸다. 또 이것에 대한 전단 변형은 로 나타낸다. 즉 변형률은 다음과 같이 정의된다.
연강재의 재료시험편을 인장 시험기에서 하중을 가해, 그 응력과 변형의 관계를 나타내어보면 일정영역까지는 응력과 변형률이 선형적으로 비례한다. 그때 이 영역을 탄성 영역이라 한다. 이것을 후크(Hook)의 법칙이라 하며 수식화하면 다음과 같다.


위 식은 탄성영역에서 성립하며 재료에 가해진 응력이 항복강도 이상일 경우에는 성립하지 않는다. 응력이 항복강도를 넘어서게 되면 재료는 소성변형을 하게 된다. 소성영역에서는 응력과 변형이 탄성영역과 같은 비례관계가 성립되지 않고, 비선형이 되기 때문에 복잡한 관계식들이 거론되고 있다. 여기서 외력을 더 가하면 재료는 파단하게 된다.

참고자료

· 없음