기계공학실험 좌굴 한양대학교 김태원교수님

소개글

재료부문 한양대학교 기계공학 실험 좌굴 부분입니다

다른교수님에 비해서 자료가 많고

결론 부분이 충실합니다

목차

1. 서론
1.1. 용어의 정의
1.2. 목적

2. 시험 방법
2.1. 이론적 해석
2.2. 실험장치
2.3. 실험 방법

3. 시험결과
3.1. 단순지지보
3.2. 일단 고정-단순지지보
3.3. 양단 고정보

4. 고찰
4.1. 각각의 실험에 대하여 하중 대 변위의 그래프를 그려라.
4.2. 좌굴의 이론에 비추어 각각의 실험에 대한 평가를 하라

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
1.1. 용어의 정의
기둥의 길이가 그 횡단면의 치수에 비해 클 때, 기둥의 양단에 압축하중이 가해졌을 경우 하중이 어느 크기에 이르면 기둥이 갑자기 휘는 현상을 좌굴이라 한다.
이는 일종의 자연현상으로서 안전 상태에 있던 구조물이 어떠한 영향에 의해서 안정이 깨지는 상태 즉, 불안정한 상태가 되는 것이다. 일반적인 좌굴은 압축의 힘을 받는 부재에 발생하며 인장 부재에서는 발생하지 않는다.
가장 대표적인 압축부재는 기둥과 판이며, 이러한 부재들은 주로 압축력이나 휨에 의한 압축응력을 담당하는 부재이다. 강 교량에서 압축력을 받는 부재는 판형교나 상자형교의 압축플랜지가 이에 해당되며, 복부판도 휨에 의해서 압축을 받게 되기도 한다. 압축력에 의한 압축부재의 좌굴과 함께 전단력에 의한 복부판의 전단좌굴이 교량설계 시 반드시 고려해야 하는 중요한 요소라 할 수 있다.
1.2. 목적
구조용강이나 알루미늄 합금의 설계에 있어서 다량의 기둥이 좌굴에 의해 파손되기 쉽다. 이런 현상은 재료의 항복강도나 내력, 기둥의 세장비, 하중의 편심에 따라 달라진다. 고층빌딩의 주요 요소들이 꼭대기에서 바닥까지 기둥으로 연결된 것이라는 것은 주지의 사실이다. 크레인의 Boom이나 타원, 또는 고압선용 철탑의 다리에서도 비슷하게, 압축요소의 좌굴이 붕괴와 같은 대 참사를 야기할 수 있다. 따라서 좌굴파손의 이해에 대한 중요성은 매우 크다.
이 실험은 좌굴 중 각기 다른 지지점의 상황에 따른 영향을 실험적으로 관찰하여 좌굴에 대한 이해를 깊이 함에 있다.

2. 시험 방법
2.1. 이론적 해석
<오일러 공식 유도>
오른쪽 그림과 같이 되어 있는 기둥이 위로부터 의 하중을 받을 경우 를 구하면
(1)
이므로
(2)
가 된다. 여기서
(3)
라 놓으면 (1)식은
(4)
로되고 이 미분방정식의 일반해는
(5)
를 결정하기 위해 경계조건을 조사한다.
x = 0 에서 y = 0 ∴
따라서 식(5)는
(6)
가 된다. 그리고 x = ℓ 에서 y = 0 이므로
(7)
은 0이 아니다. 왜냐하면 만일 0이면 y=0이 되고 기둥은 굽지 않는다. 따라서 기둥이 굽으려면
(8)
라야만 한다. 즉

참고 자료

* 2008년도 기계공학실험 (재료 및 재료역학 분야), 한양대학교 공과대학 기계공학부
* Materials of Mechanics 4/E, Beer, Ferdinand P.
* 기계재료학, 김정규, 최낙삼, 김태원, 문운당