[재료역학 실험] 굽힘실험 보고서(Al5052 합금을 이용하여 재료에 발생하는 굽힘강도, 항복강도, 영계수등)

1. 실험명:굽힘실험

2. 실험목적: Al5052 합금을 이용하여 재료에 발생하는 굽힘강도, 항복강도, 영계수등을 알아본다

[그림 3-] 3중 굽힘 시험에 있어서 부하 방식과 굽힘 모멘트
3.관련이론:
3점 굽힘 실험 계략도

굽힘 시험은 재료의 굽힘 모멘트가 걸렸을 때의 변형저항이나 파단강도를 측정하는 것이다. 공업적으로 주철이나 초경합금과 같이 취성 재료의 굽힘 파단강도를 측정하는 Transverse와 재료의 소성가공성이나 용접부분의 변형능을 측정하기 위한 Bend Test가 있다. 봉이나 각주를 굽힐 경우 인장 혹은 압축력이 표면에서 최대가 되고 중심부에서는 0이 되어 단면에서 응력구배가 생긴다. 따라서 항복이나 갈라짐이 표면에서 시작되고 중심으로 향한다. 인장시험이나 압축시험에서는 이와 같이 심한 응력구배가 없으므로 (하중)/(단면적)에서 진응력을 구할 수가 있다. 굽힘 시험의 시편이 탄성범위에 있는 한 응력은 중심부로부터의 거리에 비례하며 각 위치에 따른 응력을 계산 할 수 있다.

처짐곡선의 기본미분방정식

M: 굽힘모멘트 V:전단력 q:등분포하중의 강도

집중하중 P를 받는 단순보 AB에 대한 처짐곡선의 방정식

처짐을 구하기 위해서는 먼저 보의 각부분에 대한 굽힘 모멘트의 식을 구하여야 한다. 즉 보의 좌우 부분에 위식을 이용하면

이 식들을 적분하여

이 되고 다시 적분하면

위 방정식들에 나타나는 4개의 적분상수들은 다음 조건들의 의해 구해진다.

ⓐ x=a에서보의 두 구간에 대한 기울기 가 서로 같다.

ⓑ x=a에서 보의 두 구간에 대한 처짐 가 서로 같다.

ⓒ x=0에서 =0이다.

ⓓ x=L에서 =0이다.

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