재료역학 - 응력 집중 계수 측정(Measurement stress concentration factor)

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목차: Contents
1.실험목적 3
2.실험관련이론 3
2.1 응력 (Stress) 3
2.2 변형률 (Starin) 4
2.3 응력 집중 (Stress Concentration) 4
2.4 응력집중계수 (Stress Concentration Fator) 5-6
2.4.1 재료의 파괴 7
2.5 Measurement of stress concentration 8
2.5.1 대표적인 응력의 종류 8
2.5.2 용접구조물에 대한 선급별 적용응력 산정법 9-12
2.6 Strain gage 13-19
3.실험장비 19
3.1 UTM (Universal Testing Machine, 만능 재료 시험기) 19
3.2 Strain gage 20
3.3 시편 21
4.실험순서 21
5.실험결과 22
5.1 구간별 응력 값 22
5.2 BV ( Bureau Veritas : 프랑스 선급 ) 23-24
5.3 DNV ( Det Norske Veritas : 노르웨이 선급 ) 24
5.4 LR ( Lloyd's Register of Shipping : 영국 선급 ) 25
5.5 IIW 응력 산정법 25-26
5.6 데이터 정리 27
5.7응력 집중계수 27-28
6.결론 및 고찰 28-31
7.참고문헌 32

본문내용: 1. 실험 목적

선박이나 항공기, 자동차, 교량 등의 구조형상이 매우 복잡하며 경제적 설계를 위해 점차 경량화 되고 있다. 과거 구조물의 설계 시 구조적 안정성 검토를 위하여 탄성학적인 이론을 적용하여 해석을 하거나 구조물을 단순화 시켜 개략적인 해석을 하였다. 그리고 구조물이 복잡한 경우에는 이론적 해석으로 신뢰성 있는 해석 결과를 얻기가 어렵기 때문에 실험을 통하여 정확한 응력과 변형을 평가하였다.
본 실험을 통해 notch를 갖는(용접 불연속부, 원형 노치 평판) 구조물에 대해 응력 집중 계수 측정 방법을 익히고 실제 선급에서 사용하는 응력 집중 계수 평가법을 이해할 수 있도록 한다.

2. 실험 관련 이론

2.1 응력 (Stress)

응력이란 물체의 외력에 대하여 저항하는 힘으로서 단위면적당 힘 σ를 특정 부재 속의 응력(stress)이라고 정의 한다.
즉 (P=외력, A=단면적)
전인장력(합응력) S = σA
국제단위계(SI)에서는 힘을 N(뉴턴),면적을m2으로 측정하여 응력의 단위는 N/ m2㎡[=Pa(파스칼)]로 표현되며 중력단위계 에서는 힘을 Kgf, 면적을 cm2으로 표현하여 응력의 단위는 Kgf/cm2㎠ 또는kgf/ mm2 으로 표현한다
.
응력은 작용하는 하중의 종류에 따라 전단응력, 인장응력, 압축응력으로 분류 된다.

참고문헌:  재료역학, F.P. Beer, E.R.Jhonston 공저, 김상철 외 2인 공역, 청문각, 1986.
 Julie A. Bannantine 외 3인, Fandamentals of Metal Fatigue Analysis, pp 124~154
 재료역학, Roy R. Craig, Jr, 교보문고
 국회 도서관
 강관 트러스 용접 접합부의 피로거동에 관한 연구 /윤식재
 대한조선학괴 논문집 제40권 제3호, ‘과대하중이 피로수명에 미치는 영향에 관한 연구(김경수,신병천,심천식,박진영,인하대학교,한국기계연구원)
 인장시편에서 원공주변의 응력집중 감소에 관한 2차원 광탄성 해석’(김일수, 이병섭, 홍성인, 충남대학교 대학원 기계공학과)
 ‘응력집중을 고려한 축류의 피로수명 향상에 관한 연구‘ 한국기계연구원, 이상록외 5명,1992년 8월
 응력 집중 완화 방법, 한국기계연구원, 과학기술처
 3D-ESPI 시스템을 이용하여 결정된 응력집중계수가 피로수명에 미치는 영향에 관한 연구 - 김경수, 심천식 , 인하대학교 선박해양공학과
 http://empas.nanet.go.kr:8080/dl/CommonView.php?TidWin=&u=QfzB810qq87wonJdCxw3IJbfM30ABXZ55SkhhWmirrGAAm3hXWer2Uut5wtQ51%2Fk&opener_check
 http://blog.naver.com/donghoonc?Redirect=Log&logNo=100038976303
 http://www.imadang.co.kr/tech-data/strain.htm
 http://solder.tistory.com/15

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