비틀림 실험 결과리포트

소개글

리포트 채점에서 제일 배점이 높은 실험결과 작성에 중점을 두었습니다.

목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 실험 이론
1) 비틀림 하중의 개념 및 정의
2) 원형 단면축의 비틀림
3) 사각 단면축의 비틀림
4) 두께가 얇은 관의 비틀림

Ⅲ. 실험 방법
1) 실험장비
2) 실험순서

Ⅳ. 실험 결과

Ⅴ. 결과 고찰

Ⅵ. 참고 문헌

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
TS-100을 이용한 하중-비틀림 변형 실험을 하고, 실험결과를 이론치와 비교 분석함으로서 재료의 특성인 비틀림 변형률과 모멘트를 이해하는 것이 실험 목적이다.

Ⅱ. 실험 이론
1) 비틀림 하중의 개념 및 정의

<그 림. 비틀림 하중이 가해진 부재>

부재에 외부 토크가 작용하면 축의 모든 단면은 동일한 내부 토크를 받으며, 부재가 비틀림각 만큼 비틀리게 된다. 이 때 이러한 비틀림의 원인이 되는 하중을 비틀림 하중이라고 한다.

<중 략>

이번 실험은 TS-100이라는 응력과 변형률 등을 측정하는 역학실험 장치를 사용한다. 가운데에 실험체를 설치하고 왼쪽의 도르래에 연결된 실에 추를 매달아서 하중을 주어 실험체에 비틀림을 주는 구조이며, 시험체의 변형을 자세하게 볼 수 있도록 표면에 선이 그어져있다. 실험체 옆에는 각도기가 달려있어 비틀림 각을 측정할 수 있으며, 축 방향 변형 길이를 잴 수 있는 눈금자가 있다. 이번 실험에서는 축방향의 인장은 없다고 가정할 것이므로 눈금자의 치수는 측정하지 않는다.

< 실험 순서 >
① TS-100 실험 장치에 실험체를 설치한다.
② 핸드볼트를 이용하여 실험체 오른쪽 부분을 고정시킨다.
③ 왼쪽부분은 비틀어지는 부분이므로 고정시키지 않는다.
④ 도르래를 앞쪽으로 고정하여 추를 달아 비틀림을 줄 수 있도록 한다.
⑤ 추를 달아서 실험체에 비틀림을 준다.
⑥ 추를 증가시킬 때마다 늘어난 변형량을 측정한다.

Ⅴ. 결과 고찰
실험결과를 보아 하중가 클수록 큰 토크이 시험편에 작용하므로 당연히 비틀림 각와 비틀림 변형률도 크게 나온 것을 볼 수 있다. 그리고 토크과 값을 비교해보았더니 값이 더 컸다. 이 것은 주로 다음과 같은 원인에 의한 것으로 생각해 볼 수 있다.

① 실험체의 재질
의 공식은 비틀림 변형량이 작고, 수직변형률이 없으며(), 변형 후에도 축에 수직한 단면은 찌그러짐 없이 변형 전과 같은 평면을 그대로 유지하고 각 단면은 거로 상대회전만 한다()라는 가정을 세워 도출된 식이다. 하지만 실제로 실험에서 사용하는 시험편은 금속이나 플라스틱 같은 변형이 적은 단단한 재료가 아니고 비교적 변형이 큰 스폰지 재질의 실험체이다.

참고 자료

최종근 외, 「해석 재료역학」, 북스힐, 2014
Timothy A. Philpot, 「고체역학 2nd Edition」, YOUNG, 2012
NJIT, http://civil.njit.edu/beyondtheclassroom/labs/materials-torsion.php
Center for Aerospace Structures(CAS), http://www.colorado.edu/aerospacestructures
스마트제어계측, http://smartcs.co.kr