[건설재료실험] 3축 변형률 시험 결과 보고서

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소개글
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목차
1. 실험목적
2. 이 론
(1) 강재의 특성
(2) Hook's Law
(3) Poisson's ratio,
(4) 휨 부재의 변형
3. 실험기구 (스트레인 게이지)
(1) 개 요
(2) 구성방식
(3) 종 류
(4) 사용 방법
(5) 스트레인 게이지의 부착방법
① 표면처리
② 위치선정
③ 게이지의 접착
④ 게이지의 결선
⑤ 보호제의 이용
(4) 스트레인 게이지의 부착위치
(5) 스트레인 로제트
4. 실험과정
5. 예측결과
(1) 제원
(2) 단면1차모멘트 Q와 단면2차모멘트 I
(3) 하중에 따른 전단응력
(4) 하중에 따른 x,y,45°방향의 변형률
(5) 하중에 따른 (변형률을 통한 계산값) 주응력, 주변형률, 최대전단응력
6. 주의사항
(1) 스트레인 게이지 부착
(2) 스트레인 게이지의 변형률에 대한 주의사항
(3) 실험도구들의 상태 점검
(4) 하중 재하시 주의점
7. 예상되는 오차의 원인
(1) 하중과 재하 시 발생하는 오차
(2) 게이지에 의한 오차
(3) 실험 장비 외적 오차
8. 구조에 의한 분석
(1) 강봉 단면 제원
(2) 단면이차모멘트계산
(3) 중립축에서의 단면 1차모멘트 계산
(4) 최대전단응력 이론값 계산
9. 계측에 의한 분석
(1)데이터
(2)하중-변형률
(3)하중-최대전단응력
(4)이론값과의 오차
10. 토의
1) 게이지 부착에 의한 오차
2) 강재의 상태에 의한 오차
3) 단면의 상태에 의한 오차
4) 프아송비에 의한 오차
5) 컴퓨터 조작에 의한 오차
6) 하중방향과 하중 재하 시에 일어나는 오차
7) 실험 장비 외적 오차
11. 참고자료
본문내용
1. 실험목적

주응력의 방향이 알려져 있지 않을 때는 그 응력, 방향을 알기 위해서 3방향의 스트레인을 측정할 필요가 있다. 지금 측정하고자 하는 점을 중심으로 적당한 방향으로 3개의 직선을 그어 그 선상의 스트레인을 측정한다. 스트레인 게이지를 이용하여 변형률을 측정한다. 측정하고자 하는 점의 주응력, 전단응력 및 이와 같은 응력의 방향을 산출하기 위하여 3방향의 스트레인을 구한다. 3개의 스트레인 게이지를 방향에 맞게 붙여 놓은 스트레인 게이지를 로제트게이지라고 하고 이 실험을 통하여 응력 분포를 분석한다.

⑴ 작용하는 외력에 의해 부재에 발생하는 변형율(응력)을 이용하여 부재 혹은 구조물에 내하력(internal force)을 산정하여 안전성을 평가

⑵ 각 하중의 재하시 전단변형률을 측정하여 실험부재의 전단응력을 측정하여 해석값과 비교함으로써 실험값의 정확도를 알아본다.


2. 이 론
(1) 강재의 특성
< 연강의 응력-변형률 곡선 >

•: 비례한도(proportional limit)
• : 탄성계수(modulus of elasticity)
- 비례한도 내에서의 응력과 변형률의 비.
- 일반적인 구조용 강의 공칭탄성계수 = 2.1
• : 탄성한도(elastic limit)
• : 상항복점(上降伏點, upper yielding point); 에 해당하는 응력
• : 하항복점(下降伏點, lower yielding point); 에 해당하는 응력
• : 인장강도(ultimate tensile strength)
• : 파괴강도(breaking strength)
• OP: 응력과 변형률의 비가 항상 일정하여 선형탄성법칙, 즉 Hooke의 법칙이 성립하는 영역.
• OE: 응력에 의한 변형률은 응력 제거시 완전히 소실되는 탄성적 거동을 한다.

① 탄성한도 이상으로 응력을 증가시키면, 연강 특유의 현상으로 일정한 응력수준에서 재료 내에 급격한 응력의 감소가 생긴다. 즉, 에서 로 떨어지는 현상이 발생한다.
② 압축시험에서의 항복의 현상은 인장의 경우만큼 명확하지는 않다. 상ㆍ하항복점의 차이는 재하속도에 따라 결정되며, 일반적으로 상항복점으로써 항복점응력 를 표시한다.
③ 하항복점을 지나면 소성영역(plastic range)을 거쳐 변형률 경화현상(strain hardening)이 나타나며 U점에서 최대응력으로 되고, 이후부터 응력이 점차로 줄어들어도 변형률은 증가하는 변형률연화현상(strain softening)을 나타내다 B점에 이르러
참고문헌
- 김홍철, 건설재료학, 청문각, 1장 3절
- 류만용 외 공저, 최신건설재료실험, 5장 2절
- 재료역학 4th GERE, 1장 3절, 5장 2절
- Wiliam F. Riley, Statics and mechnics of materials 2nd,8장, p 411- 486,
4장 4절, 5절p 180-124
- http://www.nicom.co.kr/
- Perry. C. C, The strain gage. primer, USA:McGraw-Hill Book Co, p.2 ~ p.13
- Beer. Mechanics of Materials 4th Edition / Ferdinand P.Beer/ McGraw-Hill / 7.13 변형률의 측정