|
|
|
|
|
 |
|
응력집중현상
|
|
|
 |
1. 실험목적
실험을 통하여 재료에 구멍이 있을 때 스트레인게이지를 이용해야 보의 각 지점의 변형률을 측정하여 응력집중현상이 발생하는 것을 확인한다.
2. 이론적배경
2.1. 응력집중
단순인장과 단순압축에 관한 지금까지의 논의에서는 주로 균일단면봉을 다루었다. 균일단면봉의 경우에는 단면의 도심에 작용하는 하중으로 인한 응력은 하중단으로부터 좀 덜어진 곳에서는 그 단면 위에 균일하게 분포한다고 생각할 수 있다. 그러나 균일단면봉이 아닌 경우에 단면의 모양이 급격히 변화하는 부분이 있으면 그곳에서는 응력의 분포상태가 대단히 불규칙해진다. 변동하는 외력을 받거나 교환응력을 받는 기계부품의 설계에 있어서는 이와 같은 응력분포의 불규칙성에 대한 고찰이 특히 중요하다. 한 단면에서의 응력분포가 불규칙하다는 것은 그 단면 위의 어떤 점들에는 평균응력보다. 훨씬 더 큰 응력이 걸린다는 것을 의미하며 여기에 응력의 등호의 교환까지 겹치면 그런 점들로부터 서서히 진행성 균열로 발전하기 쉽다. 사용 중에 일어나는 기계부분품의 파단의 대부분은 이와 같은 진행성 균열에 기인하는 것이다.
응력집중현상은 설계자가 경시하기 쉬운 사항이다. 대다수의 공학적 설계에서 이 현상을 무시하고 있음에도 불구하고 사고가 흔하지 않은 이유는 응력해석에 있어서 큰 안전계수를 취하기 때문이고 또 국부적인 항복이 일어남으로써 응력분포가 개선되는 효과가 있기 때문이다. 그러나 이것은 모든 경우에 응력집중현상을 무시해도 좋다는 이유가 될 수는 없다.
그림1은 중앙에 작은 원형 구멍을 갖는 직사각형 판이 인장을 받을 때 그 곳에 일어나는 응력집중을 보이고 있다. 연구결과에 따르면 이 경우에는 구멍의 가장자리에 있는 두 점 m과 n에 심한 응력집중이 일어난다. 그 구멍의 중심을 지나는 단면 위에서는 응력분포는 그림에 도시하였다. 이 구멍의 크기가 그 판의 폭에 비해서 대단히 작은 경우에는 이 단면 위의 임의점, 즉 그 구멍의 중심으로부터 거리 r만큼 떨어져 있는 점에서의 법선응력은 다음 식으로 주어진다.
.... |
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
2011.03.11
7페이지
