좌굴실험

목차

1. 실험 목적.......................................................... 1

2. 실험 원리....................................................... 2
(1) 좌굴의 정의................................................. 2-1
(2) 지지의 종류................................................. 2-2
3. 실험시 주의사항............................................. 3-1

4. 실험기 및 준비물........................................... 4
(1) 실험기....................................................... 4-1
(2) 재료............................................................ 4-2
5. 실험 방법....................................................... 5


6. 실험 결과....................................................... 6
(1) Steel.......................................................... 6-1
(2) Red Brass.................................................. 6-2
(3) Aluminum.................................................. 6-2
7. 고 찰
8. 참 고 서 적

본문내용

PCL=
{pi ^2 El} over {L^2 }
2 양단 고정
PCL=
{4 pi ^2 El} over {L^2 }
3 한단 고정
한단 핀지지
PCL=
{ 2.046 pi ^2 El } OVER { L^2 }
3. 실험시 주의사항
기기손상
하중(유압)을 한계치 이상 올리지 않는다.
갑자기 또는 지나치게 하중(유압)을 올리지 않는다.
측정값
반복된 시험은 재료에 잔류응력을 남겨 두어 결과에 영향을 줄 수 있으므로 적당 시간 휴식을 가진후 재시험을 실시 한다.
안전
시험할 재료를 가지고 장난치지 않는다.
4. 실험기 및 준비물
(1) 시험기
좌굴 시험기
(2) 재료
재 료
조 건
Aluminum
가 로 (b)
6 ㎜
세 로 (h)
19 ㎜
넓 이 (A)
114 ㎟
2 차 면 적 모 멘 트 (Ix)
{bh^3} over {12 }
= 342 ㎜4
탄 성 계 수 (E)
73 Gpa
Red Brass
가 로 (b)
5 ㎜
세 로 (h)
19 ㎜
넓 이 (A)
95 ㎟
2 차 면 적 모 멘 트 (Ix)
{bh^3} over {12 }
= 197.92 ㎜4
탄 성 계 수 (E)
100 Gpa
Steel
가 로 (b)
3 ㎜
세 로 (h)
20 ㎜
넓 이 (A)
60 ㎟
2 차 면 적 모 멘 트 (Ix)
{bh^3} over {12 }
= 386.556 ㎜4
탄 성 계 수 (E)
200 Gpa
5. 실험 방법
1 실험할 재료와 하중조건을 미리 고려하고 실험 계획을 세운다.
2 시험기의 작동 상태와 필요한 준비물이 모두 있는가 확인한다.
3 지지 조건에 따라 고정대에 재료를 끼운다.
4 다이얼 게이지를 재료에 붙이고 영점을 맞춰 준다.
5 압력손잡이를 돌려 적당한 하중을 주고 다이얼 게이지의 눈금 변화를 기록한다.
최대 하중까지 기록이 끝나면 하중을 완전히 제거하고 재료를 분리한다.
6. 실험 결과
(1) Steel
양단 고정 지지
고정-핀 지지
양단 핀 지지
하중(N)
변형량(㎜)
하중(N)
변형량(㎜)
하중(N)
변형량(㎜)
20
0
20
0
20
1.5
40
0
40
0
40
5.5
60
0
60
0
60
11
80
0.5
80
1
80
30.5
100
1
100
2.5
100
64
120
1.1
120
3
120
측정불가
140
1.3
140
4
140
×
160
1.4
160
5.5
160
×
180
1.6
180
8
180
×
200
1.8
200
12.5
200
×
220
1.9
220
17
220
×
240
2.1
240
40
240
×
260
2.7
260
88
260
×
300
3.5
300
측정불가
300
×
350
4.5
350
×
350
×
400
6.5
400
×
400
×
450
10
450
×
450
×
500
18
500
×
500
×
550
45
550
×
550
×
(2) Red Brass
양단 고정 지지
고정-핀 지지
양단 핀 지지
하중(N)
변형량(㎜)
하중(N)
변형량(㎜)
하중(N)
변형량(㎜)
20
0
20
0
20
1.5
40
0
40
0
40
5.5
60
0
60
0
60
11
80
0.5
80
1
80
30.5
100
1
100
2.5
100
64
120
1.1
120
3
120
측정불가
140
1.3
140
4
140
×
160
1.4
160
5.5
160
×
180
1.6
180
8
180
×
200
1.8
200
12.5
200
×
220
1.9
220
17
220
×
240
2.1
240
40
240
×
260
2.7
260
88
260
×
300
3.5
300
측정불가
300
×
350
4.5
350
×
350
×
400
6.5
400
×
400
×
450
10
450
×
450
×
500
18
500
×
500
×
550
45
550
×
550
×
(3) Aluminum
양단 고정 지지
고정-핀 지지
양단 핀 지지
하중(N)
변형량(㎜)
하중(N)
변형량(㎜)
하중(N)
변형량(㎜)
20
0
20
0
20
1.5
40
0
40
0
40
5.5
60
0
60
0
60
11
80
0.5
80
1
80
30.5
100
1
100
2.5
100
64
120
1.1
120
3
120
측정불가
140
1.3
140
4
140
×
160
1.4
160
5.5
160
×
180
1.6
180
8
180
×
200
1.8
200
12.5
200
×
220
1.9
220
17
220
×
240
2.1
240
40
240
×
260
2.7
260
88
260
×
300
3.5
300
측정불가
300
×
350
4.5
350
×
350
×
400
6.5
400
×
400
×
450
10
450
×
450
×
500
18
500
×
500
×
550
45
550
×
550
×
7. 고 찰
좌굴이란 압축 하중을 받고 있는 기둥에 굽힘이 발생하는 것으로서 구조물의 변형과 관련되어 있다. 우리는 이번 실험에서 지지조건과 편심에 의한 좌굴의 영향을 알아보았다. 기둥의 지지조건에는 양단 고정, 고정-핀, 양단 핀이 있는데 우리는 이번 실험에서 고정-핀 지지와 양단 핀 지지, 양단 고정에 대해서 지지조건을 달리 하면서 실험을 하였다.
실험 결과 그래프를 보면 양단 핀 지지에서 하중이 증가함에 따라 변위가 커짐을 알 수 있었고 동일 하중에 대한 좌굴 발생 여부는 양단 핀 시편이 가장 크게 좌굴이 생겼고 양단 고정 시편이 가장 적은 좌굴이 생겼다. 다시 말하면, 양단 고정<고정-핀<양단 핀의 순서로 좌굴이 작게 발생 하였다.
하지만 실제 실험 결과와 이론값의 차이는 100배 정도로 계산에 착오가 있지 않을까 하여 여러번 다시 계산하고 오류가 없나 확인하였지만 원인이 된 오류를 발견하지 못하였다. 지난 실험에 사용했던 굽힘 실험기 보다 좌굴 시험기가 고착부위도 단단하고 하중도 유압으로 줄 수 있어 비교적 오차가 적게 생길것으로 예상 하였는데 의외의 결과 였다. 하지만 전체적으로 하중과 변형량은 일정한 일관성을 가짐을 확인 할 수 있었다.
8. 참고문헌
제 목 : 재료역학
저 자 :
출 판 사 : 싸이텍 미디어
발행날짜 : 2001. 3. 1
제 목 : 재료역학
저 자 : 염영진 외 3인 공저
출 판 사 : 보성각
발행날짜 : 2000. 3. 1

키워드

좌굴실험,   굽힘 실험,   좌굴