재료역학실험 - 원통형 (Cylinder) 압력용기 설계 및 실험
재료역학실험 - 원통형 (Cylinder) 압력용기 설계 및 실험
1. 실험 목적
◎ 원통형 압력용기 설계를 위한 실험
◎ 원통형 음료 캔의 가압 상태에 대한 설계 타당성 검증
◎ Can의 내부 압력을 알기 위하여 Can의 스트레인을 측정
◎ 스트레인 게이지의 이해
◎ 스트레인 게이지를 이용한 스트레인의 특정
◎ 실험에서 측정한 스트레인을 이용하여 응력과 압력의 계산
2. 실험 이론
2.1 원통형 압력용기
원통형 탱크와 절단면에서의 응력분포
끝이 닫혀 있고 내적 압력 p를 가진 얇은 벽의 둥근 원통형의 탱크를 생각해 보자. 이 요소의 측면 위에 작용하는 수직응력 과 는 주응력이다. 응력의 방향에 의해 은 원주방향 응력이라 하고 마찬가지로 는 길이방향 응력이라고 부른다. 자유 물체도를 그려서 평형방정식을 세우면, 다음을 계산 할 수 있다.
◎ 원주방향 응력 ,
◎ 길이방향 응력 ,
위 두 식을 비교하면 임을 알 수 있다. 따라서 원통형 셀 속의 원주방향 응력은 길이방향 응력의 두 배이다. 여기서 각 방향으로의 변형률을 계산하면 다음과 같다.
◎ 원주방향 변형률
◎ 길이방향 변형률
여기서 p는 원통형 탱크 내부 압력이고, r은 탱크 안쪽 반지름, t는 두께를 나타낸다. 그리고 E는 탄성계수를 는 Poisson s Ratio를 나타낸다. 또한 는 응력이며, 은 변형률을 나타낸다.
미세요소 표면의 응력상태
그림의 (a)에서 셀의 바깥 표면에 생긴 주응력 과 는 응력요소 위에 작용하고 있음을 보여주고 있다. 만약 셀의 두께가 매우 얇다면, z방향으로 작용하는 셋째 주응력은 무시할 수 있다. 그러므로 2축 응력만이 작용한다고 가정한다. 평면 내의 전단응력은 그 요소가 z축에 대하여 45°회전할 때 일어난다. 그때의 응력은 다음과 같다.
평면 외의 최대 전단응력은 x축과 y축에 대하여 45°회전에 의해 얻어진다.
....
◎ 원통형 압력용기 설계를 위한 실험
◎ 원통형 음료 캔의 가압 상태에 대한 설계 타당성 검증
◎ Can의 내부 압력을 알기 위하여 Can의 스트레인을 측정
◎ 스트레인 게이지의 이해
◎ 스트레인 게이지를 이용한 스트레인의 특정
◎ 실험에서 측정한 스트레인을 이용하여 응력과 압력의 계산
2. 실험 이론
2.1 원통형 압력용기
원통형 탱크와 절단면에서의 응력분포
끝이 닫혀 있고 내적 압력 p를 가진 얇은 벽의 둥근 원통형의 탱크를 생각해 보자. 이 요소의 측면 위에 작용하는 수직응력 과 는 주응력이다. 응력의 방향에 의해 은 원주방향 응력이라 하고 마찬가지로 는 길이방향 응력이라고 부른다. 자유 물체도를 그려서 평형방정식을 세우면, 다음을 계산 할 수 있다.
◎ 원주방향 응력 ,
◎ 길이방향 응력 ,
위 두 식을 비교하면 임을 알 수 있다. 따라서 원통형 셀 속의 원주방향 응력은 길이방향 응력의 두 배이다. 여기서 각 방향으로의 변형률을 계산하면 다음과 같다.
◎ 원주방향 변형률
◎ 길이방향 변형률
여기서 p는 원통형 탱크 내부 압력이고, r은 탱크 안쪽 반지름, t는 두께를 나타낸다. 그리고 E는 탄성계수를 는 Poisson s Ratio를 나타낸다. 또한 는 응력이며, 은 변형률을 나타낸다.
미세요소 표면의 응력상태
그림의 (a)에서 셀의 바깥 표면에 생긴 주응력 과 는 응력요소 위에 작용하고 있음을 보여주고 있다. 만약 셀의 두께가 매우 얇다면, z방향으로 작용하는 셋째 주응력은 무시할 수 있다. 그러므로 2축 응력만이 작용한다고 가정한다. 평면 내의 전단응력은 그 요소가 z축에 대하여 45°회전할 때 일어난다. 그때의 응력은 다음과 같다.
평면 외의 최대 전단응력은 x축과 y축에 대하여 45°회전에 의해 얻어진다.
....
-
액체 교반 실험
실험. 액체 교반 실험 1. 서 론 ⑴ 교반의 목적을 이해한다. ⑵ 전형적인 교반용기의 구조를 이해한다. ⑶ 임펠러(날개, impeller)의 종류, 교반기능, 유체흐름 패턴을 조사한다. ⑷ propeller의 pitch를 안.. -
화학공학실험-액체 교반실험 결과 보고소
목차 1. 서론 2. 이론 (1) 교반의 목적 (2) 교반용기 구조 (3) 표준터빈 설계 (4) 임펠러의 종류 (5) 맴돌이 방지법 (6) 검량선이란 (7) 실험이론 3. 실험 (1) 실험장치 (2) 시약 (3) 실험방법 4. 결과 .. -
압력용기 설계 자동계산 시트
고압용기 압력에따른 용기의 두께 선정식 (샘플참조) -
풍동 Test Section 내의 속도장 및 2-D Cylinder 주위의 유동 측정
Ⅰ. 풍동 Test Section 내의 속도장 및 2-D Cylinder 주위의 유동 측정 1. 실험 목적 풍동의 RPM에 따라 Test Section에서 속도 변화 및 균일한 속도장이 분포되는지 알아보고, Test Section 내에서 2-D Cylinder .. -
열유체 공학실험 - 원통 실험
1. 서론 실제 생활 및 공학적인 문제에서 복합적 형상으로 인해 현상분석 및 문제 해결에 어려움이 있다. 그러므로 단순화를 통한 현상분석 및 응용의 필요성이 대두되고 있다. 2. 실험목적 유체역학적 기본 개.. -
[기계요소설계] 연습문제 풀이 10장 관 및 밸브 1~5번 까지 [삼성북스
책은 [삼성북스]의 기계설계 라는 책이며 강의명은 기계요소설계 입니다. 2011년 2학기 기계요소설계 수업시에 리포트가 연습문제를 다 풀어오는 것이었습니다. 이에 저는 다 풀었고 책에 답이있는 것과 비교해가.. -
분석화학 - 저울 및 유리용기의 사용법; Use of Analytical Balance and Glass ware
실험 보고서 ( REPORT ) 1. Title - 저울 및 유리용기의 사용법 : Use of Analytical Balance and Glass ware 2. Date - Temperature - 27℃ Humidity - 40% Name - - 3. Principle Object ‣ 질량측정-] 저울.. -
기초공학 실험 - 압력 측정
기초공학 실험 - 압력 측정 1. 실험 목적 이번 실험은 모든 역학에서 기본이 되는 압력을 측정하는 실험이다. 어떤 시스템에 있어서 체적과 온도 그리고 압력을 알아야 그 시스템의 상태를 파악할 수 가 있다는.. -
일반물리학 - 압력과 온도에 관한 실험
압력과 온도 목차 요약 실험의 목적 배경이론 실험준비물 실험방법 결과 그래프의 분석 고찰 참고문헌 1. 요약 일정한 부피의 용기의 갇힌 기체의 온도를 높이면 압력이 증가하는 현상을 관찰하는 실험이다. 온도.. -
물리응용실험 - 압력에 따른 끓는 점의 변화 실험
1. 실험 목적 압력이 변화함에 따라 물의 끓는 점이 변하는 것을 관찰하기 위한 실험 2. 기초 이론 산 정상에서 밥을 하면 밥이 설익습니다．평지와 산꼭대기의 기압이 서로 다르기 때문이다. 우리는 막연히 물..
