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구조실험
휨모멘트에 의한 변형율 실험
1. 목적 : 휨모멘트에 의해서 변형률(휨응력)이 중립축과의 거리에 따라 어떻게 발생하는지 그리고 이러한 실험으로부터 중립축(또는 도심축)과 변형률(또는 휨응력)과의 관계를 파악함.
2. 실험방법
a) 그림 C와 같이 스트레인 게이지의 번호(또는 위치)별로 하중값이 ‘0’일 때의 각 스트레인 게이지의 값(단위 )을 읽어서 표1에 기입한다.
b) 하중값 W를 100N 단위로 증가 시켜 가면서 각 스트레인 게이지의 값(변형률 )을 표1에 기입한다.
c) 영점조정이 되지않은 표1의 결과를 보정하여 표2를 완성한다.
d) 표 3의 결과를 이용하여 그림 1과 같이 휨모멘트(M)와 변형율()과의 상관관계를 그린다. M=W/2(N)0.35(m)
e) 표 3의 데이터를 이용 평균 변형율을 계산하여 표 4를 작성한 후 그림 2와 같이 게이지의 위치(그림 C 참조)와 변형율()과의 상관관계를 그린다.
f) 그림 2의 실험 데이터로부터 중립축의 위치를 계산하여 이론에 의해 구한 중립축(도심축)의 위치와 비교한다.
g) 상기 실험 데이터를 이용, 보 부재의 탄성계수를 역계산한다.3. 실험값표 & 그래프
표…(생략)
표 3. 평균 변형율 실험결과(corrected, average)
4. 이론값
1) gage 1의 탄성계수
5.45
6. 결과
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(gage 2,3 4,5 6,7 8,9는 중립축과의 거리 값(y)과 변형율 값()만 바꿔서 계산하면 됨)
게이지
번호
중립축
과의
거리(mm)
휨모멘트 (N m)
와 탄성계수 (Mpa)
17.5
35
52.5
70
87.5
1
26.25
96572.091
102843.006
95408.572
97164.558
98739.545
2,3
18.25
96588.227
103877.905
95859.471
97659.050
99020.305
4,5
3.25
122554.583
118840.807
113127.307
115345.490
115345.490
6,7
5.45
102757.304
111465.550
102757.304
106072.056
108881.911
8,9
11.85
97940.535
106711.131
97495.170
99995.046
102137.797
5. 이론값과 그림2에 나타난 중심축의 오차 비교
이론값은 11.85mm 이고, 그림 2에 나타난 중심축은 모든 선이 지나가는 교점이므로 12mm이다.
오차 =
6. 결과
이번 실험은 휨모멘트에 의해서 변형율이 어떻게 바뀌는지를 알아보는 실험이다. 표2에 의해 그림1의 그래프를 그려보았을 때, 게이지1을 제외하고 게이지2,3 4,5 6,7 8,9는 휨모멘트에 의한 변형률이 거의 비슷하게 나왔다. 이것으로 보아 게이지의 위치가 같은 선상에 있는 것끼리는 변형률이 같다고 할 수 있겠다. 그림2의 그래프에서는 각 휨모멘트와 변형률의 선의 교점에서 중립축(실험)값이 12mm이고 이론값이 11.85mm 이므로 오차가 1.25%가 나왔다.
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