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[자연과학] 구조역학실험 - 굽힘 시험(Bending Test)

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작성일18-04-17 18:42

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따라서, 이 시험을 하는 이유는 임의의 하중을 구조물 등에 작용하였을 때 하중에 의한 변형량을 측정(measurement)하여 응력의 크기, 분포, 변동상태 및 방향을 예상할 수 있기 때문이다 이에 따라 이 구조물의 결함 유무 및 위험 단면을 찾아내어 안전설계를 하는데에 중요한 데이터가 된다된다.

1) 직경 d가 되는 환봉
σmax 〓 8Pl / πd3
2) 두께 h, 폭 b가 되는 각주
σmax 〓 3Pl / 2bh2

종탄성계수를 E로 하였을 때, 처짐 δ와 하중 P의 관계는 다음의 식으로 주어진다.

하중점에 최대굽힘모멘트 (Mbmax 〓 Pl / 4)가 생긴다.

응력 〓 탄성계수 변형률

즉, 이 식들을 탄성구간 내에서 유효한 식일지 몰라도 탄성구간을 넘어선 소성구간에서는 유효하지 않는 식임을 증명하기도 한다. 이 때문에 취성(Brittle) 재료
의 저항 시험 결과를 재료 역학적으로 해석하는 것은 의미가 있을지라도, 연성재료의 경…(drop) 우는 특수한 경우 (예를 들면 깊은
노치 시료의 굽힘 시험)를 제외하고는 계산이 곤란해지며, 탄성론에 기인하는 식에 의해 얻어진 값은 올바르지 않고, 단지
상대적인 값으로서 공업적으로 사용한다.
특 성
변형이 작은 재질이나 파단시까지의 응력 변형률 관계가 Hook의 법칙을 따르는 재료에 주로 적용한다.

_SLIDE_5_

2
실험 理論(이론)
굽힘시험기의 property(특성)
종 류
3점 굽힘 방식
4점 굽힘 방식
설 명
시험편을 지점 A, B로 지지하고, 이 중앙부에
하중을 가한다. 다시 말해서 후크의 법칙은 탄성한도내에서는 응력과 변형률은 비례한다.
시험편을 지점 A, B로 지지하고, A, B에서 각각 같은 거리의 2점에 하중을 가한다.
적용 理論(이론)과 영역
옆의 식은 탄성상태에서의 최대 인장 또는 압축응력 (굽힘응력) 을 표현한 것이다.

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[자연과학] 구조역학실험 - 굽힘 시험(Bending Test)






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굽힘 시험(Bending Test)

_SLIDE_2_
목차
실험 목적

실험 理論(이론)
2.1 재료선택
2.2 적용 理論(이론)과 영역
2.3 굽힘 시험기의 property(특성)
2.4 변위 측정(measurement) 방법

실험 방법
3.1 실험방법
3.2 실험장치

실험 결과 데이터

요약 및 결론
5.1 오차요인
5.2 비교 분석
5.3 Load Control이 아닌 Displacement Control 을 사용한 이유

질문 사항 (두가지)
6.1강하량 (Axial Disp.) 〓 휨으로 볼 때, 정확하지 않은 요인 또는 이유

6.2 현재 실시하는 실험에 대한 불안 요소 또는 오류 검출 및 수정 方案


참고 문헌
2
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1
실험 목적
굽힘 시험은 재료에 굽힘 모멘트가 걸렸을 때 변형 저항이나 파단강도를 측정(measurement)하는 것이다.

δ 〓 Pl3 / 48EI
E 〓 Pl3 / 48Iδ
1
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실험결과/기타
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다.

지점간의 간의 거리와 시편 두께의 비는 약 16:1 정도이다.

시편을 일정한 거리만큼 떨어져 있는 두개의 지점에 올려 놓고 시편의 파괴가 발생할 때까지 일정한 속도로 시편이 놓인 수직방향으로 하중을 가해 눌러서 응력과 왜곡을 측정(measurement)하는 실험이다.

σmax 〓 Mmax e / I (기초 公式 )
e〓중립축에서 표면에서의 거리, I〓단면 2차모멘트, Mmax〓최대굽힘모멘트

따라서, 탄성상태내에서 적용 되는 법칙은 대표적으로 후크의 법칙을 들 수 있다
후크의 법칙의 定義(정이)는 고체에 힘을 가하여 변형시키는 경우, 힘이 어떤 크기를 넘지 않는 한 변형의 양은 힘의 크기에 비례한다는 법칙을 말한다.

목 적
3
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2
실험 理論(이론)
4
재료 선택
굽힘 시험 때는 시험편이 탄성범위에 있는 한, 응력은 중립축에서의 거리에 비례하므로 각 위치에 의한 응력을 계산할 수
있다
그러나 소성역으로 들어가면 응력분포가 복잡하게 변화하며, 올바른 계산을 하기 어렵다.

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