음향공진법을 이용한 영률의 측정

소개글

음향 공진법을 이용한 영률의 측정
영률이란 무엇인가

목차

1.영률은 무엇인가?
2.음향공진법을 이용하여 영률을 측정하는 원리는 무엇인가?
3.외팔보실험을 이용하여 영률을 측정하는 원리는 무엇인가?
4.다른 영률을 측정할 수 있는 방법은?

본문내용

1.영률은 무엇인가?
길이방향으로 장력이나 압축력을 받은 금속막대가 다시 원형으로 되돌아가는 경우와 같이 어떤 고체가 오직 한 방향으로만 장력이나 압축력을 받을 때 나타내는 탄성을 표시한다. 영률은 길이방향의 장력이나 압축력을 받은 물질이 길이 변화에 견디는 능력을 측정한 것으로, 길이방향으로 가해진 변형력을 변형률로 나눈 것이다. 장력이 가해진 금속막대의 경우 변형력과 변형률은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

-탄성 계수의 종류
탄성 계수는 응력과 변형률의 종류에 따라서 세로 탄성 계수, 전단 탄성 계수, 체적 탄성 계수로 구분된다.
a. 세로 탄성 계수: 수직 응력(인장능력 또는 압축능력) σ와 여기에 따르는 세로 변형률 ε이 훅의 법칙에 의하여 정비례할 때의 비례상수를 세로 탄성 계수(or 종 탄성 계수)라고 한다. 세로 탄성 계수는 young이 수치적으로 측정하였으므로 young계수(Young`s Modulus)라고 하며, 보통 기호 E로 나타낸다. σ=Eε
b. 전단 탄성 계수: 전단 응력(τ)과 이에 동반하는 전단 변형률 γ사이에서도 비례 관계가 있고 그의 비례상수를 전단 탄성 계수 또는 횡 탄성 계수, 가로 탄성 계수라 하며, 기호 G로 나타낸다. τ=Gγ
c. 체적 탄성 계수: 수직 응력(인장 응력 또는 압축 응력) σ와 체적변형률 ευ사이에서도 비례 관계가 있고 그의 비례상수를 체적 탄성 계수라고 하며 기호 K로 나타낸다. σ=Kευ

-단면적 A인 금속막대의 양끝을 힘 F로 당긴다면 막대는 본래길이 Lo로부터 Ln으로 늘어난다. 동시에 단면적은 작아진다. 변형력은 장력을 단면적으로 나눈 비인 F/A로 나타낼 수 있다. 변형률 또는 상대적 변형은 길이의 변화량인 (Ln－Lo)를 본래의 길이 Lo로 나눈 (Ln－Lo)/Lo로 나타낼 수 있다. 변형률의 단위는 차원이 없다. 따라서 영률은 수학적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

참고 자료

엠파스 사전
-http://100.empas.com/dicsearch/pentry.html?i=171652
-Methodologies for measuring the elastic constants and their applications, J.C. Lee and H.I. Lee, Division of Metals, Korea Institute of Science and Technology
Brush Wellman -- Section IV: Material Properties - Mechanical
-www.becu.co.kr/SectionIVMechanical.html - 274k