압력용기 실험

목차

Ⅰ. 서 론
1. 실험의 목적

Ⅱ. 본 론
1. 실험 Information
1) 실험에 이용되는 용어의 정의
2) 실험의 이론적 해석에 이용되는 이론 설명
3) 실험에 사용한 압력용기(실린더)의 사진과 제원
2. 실험 방법
1) Young`s Modulus
2) Open Ends Condition
3) Close Ends Condition
3. 실험의 이론적 해석 및 예측치
1) Stresses in a cylinder
2) Strains in a cylinder
4. 실험 결과
1) Young`s Modulus
2) Open Ends Condition
3) Close Ends Condition
5. 이론에 의한 예측치와 실험의 결과 비교 분석 평가

Ⅲ. 결 론
1. 고찰
2. 실험 사진

본문내용

제원에 따른
= 0.33 값을 취하였으나 실제로 'Open ends conditon' 실험을 통하여 푸아송비(Poisson's ratio)를 해석하면
= 0.346 이다. 이와 같은 이유로 예측치와 실험식의 오차가 나타나며 그 외에 이론적 해석에서의 반올림 오차도 포함 될 것이다.
2) Young's Modulus(
)의 비교 분석
제원에 따른
(GN/m2)
실험에서 구한
(GN/m2)
Gauge 1
Gauge 2
Average
69
69.4
71.8
70.6
제원과 실험에서 구한 Young's Modulus(
)의 값이 다른 이유는 Hoop Strain H( )의 값이 재료의 부분마다 다르기 때문이다. 제원의 수치는 모든 부분과 반복적인 실험을 통한 평균값을 써놓은 것일 것이다. 하지만 실제 실험을 통해서 보면 Gauge 1과 Gauge 2의 값이 다른 것을 알 수 있다. 그렇기 때문에 Young's Modulus(
)의 차이가 생기고 위에서 비교하였던 예측치의 Hoop Strain H( ) 값과 실험치의 값에서도 차이가 났던 것이다.
3) Open Ends Condition에서 Hoop Strain H( )의 예측치, Young'sModulus(
) 실험에 기초한 이론치, 실험에 의한 실험치의 비교 분석
예측치 H( )
실험에 기초한 이론치 H( )
실험에 의한 측정치 H( )
Gauge 1
Gauge 6
Gauge 1
Gauge 6
579.71
580.3
580.3
574.1
555.7
여기에서 예측치는 위에서 언급한 제원 상의 푸아송비(Poisson's ratio
= 0.33)와 Young's Modulus(
= 69GN/m2 )의 차이에서 생긴 것이고 실험에 기초한 이론치는 앞에서 했던 실험을 통해서 구해진 Young's Modulus(
= 70.6GN/m2 )와 밑에서 언급할 푸아송비(Poisson's ratio
= 0.346)를 이용하여 위의 이론식에 대입하여 해석한 수치이다. 하지만 여기에서도 실험에 의해 측정한 수치와 차이가 남을 알 수 있다. 이것은 실험에 의해 산출된 값을 이용 했음에도 불구하고 재료의 재질이 균질(Homogeneous), 균등(Uniform), 등방(Isotropic)이 아니기 때문에 발생한 실험 오차이다. 실제로 새로 측정을 할 때마다 동일한 데이터는 나오지 않는다.
4) Open Ends Condition에서 제원과 해석한 Poisson's Ratio(푸아송비
)의 비교
제원 상에는 푸아송비를
= 0.33 으로 기록하고 있지만 이것은 여러번 반복 실험을 통한 평균값일 것이다. 실험에서는 Gauge 2에서 길이방향응력성분 L을 취하고 Gauge 1과 Gauge 6의 평균을 구하여 원주방향응력성분 H 을 취하여 구한 것이기 때문에
= 0.346 이라는 값이 나온 것이다. 이것은 한번의 실험을 토대로 한 것이므로 제원에 기록된 값이 더욱 정확한 수치이므로 신뢰 할 수 있을 것이다.
5) Open Ends Condition에서 Principal Strains(주변형률)의 비교 분석
예측치 H( )
실험치 H( )
예측치 L( )
실험치 L( )
579.71
567
-191.30
-196
주변형률의 예측에서 생긴 오차는 원주방향변형률 H의 경우 위에서 설명 하였으므로 생략하고 길이방향변형률 L은 계산함에 있어서 원주방향변형률 H이 식에 포함되므로 원주방향변형률 H에서 생겼던 오차가 길이방향변형률 L에서도 생긴 것이다.
6) Close Ends Condition에서 Hoop Strain H( )의 예측치, Young's Modulus(
) 실험에 기초한 이론치, 실험에 의한 실험치의 비교 분석
예측치 H( )
실험에 기초한 이론치 H( )
실험에 의한 측정치 H( )
Gauge 1
Gauge 6
Gauge 1
Gauge 6
484.06
483.7
483.7
484.8
446.9
여기서 나타나는 오차는 Open ends condition 에서의 이유와 같다. 그러면Open ends 와 Close ends 의 값이 차이가 나는 이유를 분석해 보면 Open ends 의 경우 처음실험Information 부분에서 길이방향응력성분 L 을 0 으로 가정 하였기 때문에
H
= { ( H - L ) } over { }
이 식에 의해 Close ends에서의 푸아송비와 길이방향응력성분 곱의 마이너스 부분이 빠져서 보다 큰 값이 나오게 된것이다.
7) Close Ends Condition에서 Principal Strains(주변형률)의 비교 분석
예측치 H( )
실험치 H( )
예측치 L( )
실험치 L( )
484.06
469
98.55
87
여기서의 오차 또한 Open ends condition 에서의 이유와 같다. Open ends와 close ends 의 차이를 분석해보면 우선
원주방향변형률 H 의 경우 H
= { ( H - L ) } over { }
위 식에서 Open ends 에서는 H 의 텀이 없어지므로 차이가 생기게 된다.
길이방향변형률 L 의 경우 L
= { ( L - H ) } over { }
위 식에서 Open ends 에서는 L 의 텀이 없어지므로 차이가 생기게 된다.
Ⅲ. 결 론
1. 고찰
배운 대로의 식에서의 계산된 값과 실제 실험에서 얻어지는 값에 대한 오차 발생을 볼 수가 있었습니다. 이는 이론에서의 식은 모든 것을 가장 이상적으로 가정했을 때의 식이 지만, 실제 실험에 있어서는 여러 가지 환경요인 또는 기계적인 결함으로 오차가 생기게 되는 것 같습니다. 이론적으로 배우는 것에서는 여러 가지 가정을 새우고 가장 이상적인 상태에서의 해결을 유도 하지만 실제 생활에 그것들을 적용하기 위해서는 앞으로의 여러 실험들을 통해서 배워왔고 배우고 있는 것들의 이론과 실제의 차이를 알고 그 차이를 줄여 나가는 노력을 위해 더욱더 많은 지식을 습득하고 응용을 해야 할을 느낄 수 있었습니다.
이론과 실제 값 중에 어느 것 하나 더 중요하다고 말 할 수 없는 만큼 배우는 것들에 대한 이해를 최우선으로 하되 그것들의 실제 값에 대한 의문을 갖고 실험해서 차이를 알아내는 자세를 갖추는 것이 앞으로 제가 해야 할 일인 것 같습니다.

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