[기계공학]응용재료역학 설계

소개글

[기계공학]응용재료역학 설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Abstract
서론
- 설계 목표
본론

1) 굽힘모멘트에 의한 응력 계산
2) 전단력에 의한 응력 계산

결론

본문내용

력을 고려한다. => 기둥의 두께 검토 및 수정
③ 실제 책상 가로부분에 작용하는 응력을 계산한다. => 책상의 두께 결정
(전단력 선도와 모멘트선도를 그리고 , 를 구해본다,
④ 책상의 휨 정도()를 구해보고 안전한지 확인한다.
본론
책상의 안전한 설계를 위하여 큰 힘이 가해질 때를 고려한다.
이 책상에 1000N/m의 분포하중과 각각 250N, 500N, 250N의 집중하중 작용한다고 예상한다
① 기둥의 버클링을 고려한다 (가정 : 총 2000N)
기둥이 정사각형모양 두께 ‘d’라고 가정
(참고문헌1, p641)
For solid columns made from a single piece of wood
, = 42/2.5 = 16.8 MPa
= -
(c = 0.8 ; for sawn lumber columns)
( = 0.3 for columns made from a single piece of structurally graded wood)
=>
위 식에서 d를 구하면 d = 24.83mm ∴ d ≥ 25mm
② 기둥에 작용하는 압축 응력을 고려한다.
< P = 2000N , = 875N·M >
= ≥
=> 기둥이 압축 응력에 의해서 파괴된다.
기둥의 I 값이 훨씬 커야 한다.
위 식을 계산하면 w ≥ 114.21mm
∴ 기둥의 너비 w = 115mm , 세로 h = 25mm
실제로 책상을 더욱 안전하게 하기 위해 기둥끼리 기둥 두께만큼의 직사각형 모양으로 덧붙여 서 책상을 만든다. (p6 최종설계안 참조)
③ 실제 책상 가로부분에 작용하는 응력을 계산한다.
1000N/m의 분포하중과 각각 250N, 500N, 250N의 집중하중
0.25m 0.25m 0.25m 0.25m 0.6m
◎ 전단력 선도( V )
◎ 모멘트 선도(M)
,
1) 굽힘모멘트에 의한 응력 계산
S = =
t ≥ 13.64mm
2) 전단력에 의한 응력 계산
t ≥ 1mm
④ 실제 책상의 휨 정도를 확인해 안전한지 확인한다.
q(x) = -1000 - 250-1 - 500-1 - 250-1
q(x) = EIy\'\'\'\'
EIy\'\'\' = -1000x - 2500 - 5000 - 2500 +
V(0) = 1000 ∴ = 1000
EIy\'\' =
M(0) = 0 ∴ = 0
EIy\' =
EIy =
y(0) = 0 ∴ = 0
y(1) = 0 ∴ = -96.354
y(x) =
if t=15mm , I = E = 9GPa
= y(0.5) = -20.1mm
if t=20mm , I = E = 9GPa
= y(0.5) = -8.5mm
위 결과에 따라 책상의 두께가 15mm 이면 책상이 파괴되진 않지만 책상의 많이 휘어 20mm나 밑으로 내려간다
따라서 책상의 두께는 적어도 20mm 는 되어야 한다
∴ t ≥ 20mm
결론
목재로 된 책상의 크기를 정하고 세부적인 치수를 응용재료역학에서 배운 지식으로 결정해 보았다. 책상에 1000N/M의 분포하중과 각각 250N, 500N, 250N의 집중하중이 가해졌을 때 안전하게끔 설계를 하였다. 먼저 기둥이 버클링 되지 않도록 기본 두께를 정하였지만 기둥에 작용하는 모멘트가 커서 기둥의 사이즈를 재조정해야 했다. 기둥에 가해지는 굽힘 모멘트에 의한 응력이 적어지도록 기둥의 I 값이 커지도록 세로부분은 고정하고 너비를 늘려서 안전하게 설계를 하였다. 그 다음에 책상의 가해지는 전단응력과 압축응력을 각각 구해봤더니 역시 긴 보의 형태를 띄어서 그런지 전단응력은 별 영향을 미치지 못하고 압축응력이 크게 작용했다. 책상이 압축응력에 파괴되지 않도록 두께를 정하였지만 책상의

키워드

설계,   응용재료,   역학,   응력