반응형 기계공학실험 | 2차원 열전도 TIP 한 면이 가열되고 다른 3면이 등온단열된 2차원 평면 전도체에서 각 Grid Point에서 실험적으로 온도를 측정하고 이 data와 Grid를 생성하여 Computation한 결과를 비교하여 실험치와 simulation결과가 어느 정도의 차이가 있는가를 비교하고 그 차이가 나는 원인을 분석해 봄으로써 열전도의 기본원리와 수치해석에 대한 능력을 배양함에 그 의의를 둔다. 실험 개요 copper와 아크릴재질의 각 grid point에 Thermocouple을 심어 놓고 히터가 부착된 면에 Power supply를 이용하여 열원을 공급함으로서 한쪽 면은 가열되고 나머지 세면은 등온조건을 가지게 하여 어느 정도 시간이 지난 뒤에 steady state에 이르면 각 point에서 온도를 측정한다. 2차원 .. Engineering/기계공학 2022. 3. 1. 기계공학실험 | 광탄성 실험 TIP 물체에 힘을 가하면 응력을 발생하고 변형이 일어난다. 따라서 물체의 변형 정도를 알려면 응력의 방향과 크기를 알아야 한다. 본 실험에서는 응력 분포를 알기 위해 빛을 투과시키는 어떤 재료가 변형될 때 이들은 광학적으로 이중으로 반사편광하게 된다는 사실에 근거를 둔 광탄성 실험에 대해 공부한다. 특히 하중이 작용할 때의 주응력의 차이와 주응력의 방향을 측정함으로써 응력해석 방법을 익히고, 이의 응용능력을 배양하는데 있다. 광탄성 현상 고체가 하중을 받으면 물체 내부에 응력이 생기는데, 이러한 응력은 분자들의 상대적 위치의 변화에 관계된다. 투명한 물체의 경우에는 분자 배열의 변화가 광학적 성질의 변화를 가져온다. 즉 이중굴절이 생기게 되는데 이러한 현상을 광탄성이 한다. 셀롤로이드, 에폭시수지 등 .. Engineering/기계공학 2021. 11. 13. 기계공학실험 | 광탄성 실험 TIP 광탄성 실험장치(polariscope)를 사용하여 외력을 받는 물체에 생기는 응력분포상태를 관찰하고 측정한다. 실험 요약 1. 시편제작(플라스틱 모델 깎기 및 플라스틱 피복 입히기) 2. 등경선(isoclinic fringe) 측정 3. 등색선(isochromatic fringe) 관찰 및 무늬차수 N값 측정 4. 굽힘모멘트를 받는 외팔보의 응력 측정 5. 응력집중계수(stress concentration factor) 측정 실험 방법 1. 측정 방법 1) 아래 그림처럼 analyzer assembly에 보정기를 끼우고 꼭 조인다. 이 때 주의할 점은 analyzer assembly 내의 compensator 링의 △ 표 가 둘레의 zero 눈금에 위치해야 한다. 그리고 부착된 보정기의 디지 털 .. Engineering/기계공학 2021. 11. 11. 기계공학실험 | 광탄성 실험 TIP 물체에 힘을 가하면 그 물체에 변형이 일어나고 상응하는 응력이 발생된다. 하중에 의하여 물체가 변형될 때 변형상태를 알기 위해서는 변형률의 크기와 방향을 측정할 필요가 있다. 본 실험에서는 광탄성 효과를 응용하여 변형률과 응력의 분포를 측정한다. 오늘날 여러 가지 재료의 응력 상태를 탄성학에 의해서 해석적으로 해결하고 있으나 복잡한 형상을 가진 부재의 해석은 수학적인 방법에 의해서 풀 수 없으므로 광탄성 같은 실험적인 방법으로 많은 문제를 해결하고 있다. 광탄성이란 고체가 하중을 받을 때, 물체 내부에는 응력이 생기게 되는데, 이러한 응력은 각각의 분자들이 상대적 위치의 변화에 관계된다. 투과성이 있는 물체의 경우에는 분자의 배열의 변화가 광학적 성질의 변화를 가져 온다. 즉 이중 굴절이 생기게 .. Engineering/기계공학 2021. 11. 9. 기계공학실험 | 좌굴 해석 TIP 장주 길이나 변형에 따라 좌굴 하중에 미치는 영향이 어떤 조건을 갖는 기둥 길이 마다의 좌굴 하중들을 비교한다. 시편의 양단을 고정한 뒤 압축 하중을 가해주었을 때, 그 하중이 어느 크기에 이르면 시편이 휘는 현상이 나타난다. 이 현상을 좌굴 현상이라고 한다. 본 실험에서는 시편에 고정 방법과 시편에 길이를 다르게 하여 좌굴하중을 측정하였으며 그 이론값과 실제 시험 값을 비교해 보았다. 시험에서는 어느 정도의 오차를 보여주었는데 이는 시험기구의 노화와 사람의 눈으로 측정할 때 생기는 차이로 생겼다고 추측할 수 있다. 또한, 실험 결과로 압축 하중과 유효 길이 L의 제곱 역수에 대한 그래프를 구하였는데 그 그래프가 직선의 가까운 모습을 보여 잘 진행되었다고 볼 수 있다. 좌굴이란, 물체가 작용하는 .. Engineering/기계공학 2021. 11. 1. 기초공학실험 | 외팔보의 진동측정 TIP 스트레인 게이지 계측의 원리와 측정 방법 등의 기본 계측기법을 습득한다. 우리가 실험한(외팔보의 형태) 자유진동 응답 계측 결과를 기반으로 감쇠 계수 및 탄성계수를 측정하며 이러한 절차를 통하여 시스템의 동적 특성을 분석 예측, 또한, 이들 실험 과정에서 외팔보형 동력계의 구성 및 보정방법을 이해하고, 외팔보에 걸리는 임의의 시변하중을 측정하여 데이터 처리하는 기법을 아울러 습득하게 된다. 최근의 기계공학과 관련된 설계에서는 제품의 고신뢰성, 고응답성과 관련하여 동역학 기반의 설계 개념과 지식에 대한 요구가 높아지고 있다. 이러한 기반 지식에는 진동에 대한 이해가 필수적이라고 사료된다. 진동현상은 우리주변의 도처에 존재하므로 여러 공학설계의 특성에 큰 영향을 미쳐 기기의 성능을 제한하는 요소가 된.. Engineering/기계공학 2021. 10. 23. 기계공학실험 | 원형 단면 봉의 비틀림 실험 기본적으로 비틀림 실험은 다양한 모양의 봉에 비틀림 모멘트를 하여 항복강도 및 재료의 전단탄성계수, 전단항복점, 비틀림전단강도, 전단응력과 전단변형도와의 관계 등 비틀림에 대한 재료의 성질을 알아보기 위해서 행한다. 따라서 이 실험에서는 각각 다른 2가지 종류의 단면(중실과 중공)상태와 각각 다른 봉의 길이 값을 주어 비틀림 각도에 따른 비틀림 변형을 비교하여 비틀림에 대한 재료의 성질을 이해한다. 또한 이 각각 다른 4가지 조건의 실험을 통해 중공상태와 중실상태의 비틀림 변형을 비교하고 비틀림 축을 설계할 때 어느 것을 사용할 때 더 효과적인지 알아본다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 버니어캘리퍼스로 2종류의 황동 봉(중실 및 중공)단면의 지름을 각각 측정한다. 2) 힘[N]측정 장치를 연결 한 후 .. Engineering/기계공학 2021. 9. 6. 기계공학실험 | 오리피스 자유분출 TIP 1. 유체의 흐름에 있어 오리피스를 통과하여 자유분출 되는 유체에 대해 베르누이 방정식에 의한 이론의 적용 및 유속과 유량측정 실험 2. 베르누이방정식과 토리첼리의 정리를 확인하고 베르누이식이 오리피스 자유 분출실험에서 어떻게 이용되는지를 알아본다. Bernoulli 유량계(Torricelli's theorem) 유동내의 장애물을 두어 압력강하를 발생시킴으로써 유량을 계측하는 유량계 1. Bernoulli 정리 ① 유체의 유속(流速)과 압력의 관계를 수량적으로 나타낸 법칙 ② 유체는 좁은 통로를 흐를 때 속도증가, 넓은 통로를 흐를 때 속도감소 ③ 유체의 속도가 증가하면 압력상승, 속도가 감소하면 압력감소 실험 방법 1. 실험 과정 1) 급수구를 수리실험대의 급수관에 연결하고, 배수구를 수리실험대.. Engineering/기계공학 2021. 7. 31. 기계공학실험 | 링압축 금속 성형 공정에서 금속 유동은 다이로부터 소재로 전달되는 압력에 의해 일어난다. 또한 재료와 다이 접촉면에서의 마찰 조건은 금속 유동, 표면 형성, 내부 결함, 다이에 작용하는 응력, 성형 에너지 등에 큰 영향을 미친다. 그러므로 금속 성형 공정에서의 마찰 조건을 판단하는 것이 중요한 문제가 된다. 금속성형에서 마찰조건과 윤활 상태를 평가하기 위하여 링 압축 실험을 가장 많이 이용하며, 본 장에서는 이 링 압축 실험을 통하여 마찰상수를 측정하도록 한다. 금속 성형에서 존재하는 마찰 조건 ① 건조 마찰(dry friction) 건조 마찰 조건하에서는 윤활제는 사용되지 않고 단지 산소 층이 다이와 소재 사이에서 분리층의 역할을 한다. 이 경우에는 마찰은 강하고, 이 조건은 평판의 열간 롤링과 알루미늄 합금.. Engineering/기계공학 2021. 7. 5. 기계공학실험 | 피로 시험 TIP 1. 피로 시험을 통해 회전 굴곡 피로 시험기(Rotary Bending Fatigue Testing Machine) 의 사용법과 피로(fatigue)에 대해 알아본다. 2. 피로를 일으키는 조건들을 알아보고 해당 조건들이 피로 파괴에 어떤 형향을 미치는지 S-N 선도를 통해 알아본다. 역사적 배경 재료의 강도를 실험적으로 연구한 최초의 사람은 르네상스시대에 예술과 과학의 넓은영역에서 활약한 레오나르도 다 빈치이다. 그의 원고에는, 한쪽 끝을 고정시킨 철선의 다른쪽 끝에 바구니를 매달고 그 속에 모래를 조금씩 떨어뜨려 하중을 가해 철선의 파단(破斷)강도를 측정하는 인장시험(引張試驗)장치의 스케치가 그려져 있다. 그는 보의 휨강도나 기둥의 압축강도에 관한 실험도 했는데, 이들 재료시험에 관한 귀중한.. Engineering/기계공학 2021. 6. 3. 기계공학실험 | 외팔보의 변형률 TIP 1. 스트레인 게이지 측정법의 원리를 이해하고, 자유단에 추를 매달았을 때 처짐으로 인해 발생하는 변형률을 스트레인 인디게이터(Strain indicator)로 측정하고, 다이얼 인디게이터를 외팔보의 특정 위치 밑에 설치해 처짐량을 측정한다. 2. 실험으로부터 얻은 영탄성 계수를 이용해 이론적인 처짐량을 계산하고 측정된 처짐량과 비교한다.외팔보에 실험에 대한 하중(P)-처짐(δ)과 응력(σ)-변형률(ε)에 대한 그래프를 작성해 재료의 탄성거동에 대해 이해할 수 있도록 한다. 보의 단면폭이 b이고, 높이(또는 깊이)가 h인 직사각형일 경우, 단면 2차 모멘트 I는 다음 식과 같다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 스트레인게이지가 부착된 시편에 다이얼 인디게이터를 350㎜ 지점에 정확하 게 위치해둔다.. Engineering/기계공학 2021. 4. 7. 기계공학실험 | Air Jet TIP Nozzle을 통한 공기 jet류에서 축 방향 및 반경방향에 따른 속도분포를 Pitot tube를 이용하여 측정하고, 운동량 방정식을 이용하여 원판에 작용하는 힘을 계산한다. Pitot tube의 속도측정 원리 그림1의 Pitot tube에서 1, 2점에 대하여 Bernoulli 방정식을 적용시키면, 이 때, Z1=Z2이고 점2는 정체점이므로 V2=0이므로 그리고 △P를 구하기 위해 manometer의 압력평형을 고려하면 이므로 △P 를 V1식에 대입하면 실험 방법 1. 실험 과정 1) 주파수를 f = 36 Hz 로 맞춘다. 2) pitot tube를 노즐의 입구와 나란하게 맞춘다. 3) air jet을 작동시킨다. 4) y축 방향으로 20㎝높이에서 시작하여 50㎝까지 10㎝ 간격씩, 반경 r방향.. Engineering/기계공학 2021. 4. 3. 기계공학실험 | 제트의 유동장 측정 TIP 1. 유동의 구조를 측정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있다. 그중에서 흔히 사용되는 것은 압력측정장치와 온도측정장치이다. 2. 본 실험에서는 압력측정장치 및 온도측정장치를 이용하여 풍동에서 분사되는 유동의 구조를 파악하고 유동장의 측정법 및 측정 장비인 압력측정장치와 온도측정장치의 사용방법, 측정된 자료의 분석 및 취합능력을 함양시켜서 그 응용력을 배양시키고자 한다. 제트 유동의 일반적인 특성 노즐을 통하여 분출되면서 주위의 유체보다 국소적으로 높은 속도를 가지는 유동을 제트(jet)라 하며,여기서는 정지된 공간 내로 분사되는 제트에 대한 실험을 수행한다. 제트가 분사되면 그림에서 보는 바와 같이 중심선상에서의 속도가 최대이고 폭 방향으로 갈수록 속도가 감소되어 속도가 0으로까지 떨어진다. 이때.. Engineering/기계공학 2021. 1. 4. 기계공학실험 | 제트의 유동장 측정 TIP 1. 유체의 유동장의 속도를 측정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있는데, 그 중에서 흔히 사용되는 것은 피토관과 열선 유속계이다. 피토관을 이용하면 평균속도만을 측정할 수 있지만 비교적 정확한 값을 얻을 수 있다. 그러나 열선 유속계를 이용하면 매우 불규칙적인 난류속도까지도 측정이 가능하다. 2. 본 실험에서는 열선 유속계를 이용하여 2차원 노즐에서 분사되는 제트 유동장의 속도를 측정하여 제트 유동의 구조를 파악하고(난류 유동의 특성 이해), 유동장의 측정법 및 측정장비인 열선 유속계와 피토관의 사용 방법, 측정된 자료의 분석 및 취합능력을 함양시켜서 그 응용력을 배양시키고자한다. 열선 유속계의 동작 원리 열선 유속계는 유동장의 내부에 일정한 온도(보통 200℃)로 가열된 가느다란 저항체(열선: .. Engineering/기계공학 2021. 1. 1. 기계공학실험 | 유체압력과 밀도측정 TIP 유체란 고체에 비해 형상이 일정하지 않아 변형이 쉽고 자유로이 흐를 수 있는 액체와 기체 등을 총칭하는 말이다. 우리는 이 유체의 압력과 속도 그리고 밀도 등을 측정할 수 있는 원리와 베르누이 방정식을 통해 거리에 따라 달라지는 압력 값을 알아내기 위해 유체실험을 할 것이다. 베르누이 법칙 베르누이 법칙은, '유속의 변화에 따라 분자의 에너지 분배가 달라졌을 때 속도와 압력이 어떤 관계에 있는지'를 보여주는 정리이다. 입자의 속도가 변해서 에너지가 한쪽으로 쏠렸을 때, 속도와 압력이 어떤 연관성이 있는지를 베르누이의 정리를 통해서 알 수 있다. 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합은 항상 일정하다는 내용이다. 그러나 이 법칙이 적용되는 것은 점성을 무시할 수 있는 이상유체가 규칙적으로 흐르는 경우에.. Engineering/기계공학 2020. 12. 29. 기계공학실험 | K-Type 열전대 TIP 본 실험은 여러 타입의 Thermocouple(열전대) 중에서 저온에서 sensitivity 한 K-type Thermocouple을 직접 제작하여 기본 원리를 살펴보고, 얼음물과 황의 녹는점을 여러 방법으로 측정하여 비교하여 본다. 열전대의 구조 및 계측방법 열전대의 구조는 여러 종류로 제작되고 있으며 그 중에서 가장 많이 사용되고 있는 것은 Sheeth type으로서 그의 구조는 그림과 같다. Sheeth type의 특징은 Response가 빠른 장점이 있어 공정 제어에 가장 많이 사용되고 있다. 구조는 외부는 열전대보호과(Sheeth)으로 되어 있고 내부는 열전대선과 산화마그네슘이 충진되어 있다. 일반적으로 열전대는 양소선 상호간에 단락을 방지하는 절연관을 사용하고 소선이 피측정물이나 분위기.. Engineering/기계공학 2020. 12. 26. 기계공학실험 | 크리프(Creep) TIP 1. 재료의 크리프 현상에 대해 이해하고 실험을 통해 현상을 직접 확인하는 것이다. 크리프에 의한 재료의 파단 실험을 진행한다. 실험 결과 값을 바탕으로 크리프 곡선을 그리고 이론의 크리프 곡선과 비교하여 천이 크리프, 정상 크리프, 가속 크리프 구간을 찾아본다. 2. 크리프 실험을 통해 일정 하중 또는 일정 응력이 존재하는 기기들 내부의 지료의 신뢰성을 확인하는 방법에 대한 지식을 습득한다. 3. 실험에 사용된 시험편인 납의 직경(φ)과 추의 무게를 변화시켜가면서 크리프 실험을 하여 측정값(늘어난 길이와 시간)으로 크리프 실험곡선을 그려 크리프율과 그래프를 통하여 납이 일정하중을 지속적으로 받을때 그 하중과 납의 직경에 따른 특성을 알아보는 것이 이번 실험의 목적이다. 결정질의 고체 재료에 일정.. Engineering/기계공학 2020. 12. 17. 기계공학실험 | 열전대를 이용한 온도측정 TIP 1. 열전대의 원리를 이해하고, 열전대의 종류를 공부해보며 사용방법을 익힌다. 2. 온도를 측정하는 센서중 하나인 열전대를 이용하여 온도를 측정해본다. 열전대 역사 Fahrenheit가 1706년에 수은 봉입형 유리 온도계를 제작하였으며, 1942년에는 celsius가 얼음이 녹는 온도를 0, 물이 끓는 온도를 100으로 하자는 제안을 하여 현재의 섭씨 온도 눈금을 제창하였고, 1821년에 seebeck에 의하여 열전효과가 발표되었으며 1900년경 플랭크에 의하여 제안된 복사법칙을 이용한 복사 온도계도 현재는 전자 기술의 발달에 힘입어 사용이 증가되고 있다. 온도를 측정하고 제어하는 가장 보편적인 방법은 열전대라 불리는 전기회로를 이용 하는 것이다. 열전대는 상이한 금속으로 만들어진 두 개의 전기.. Engineering/기계공학 2020. 12. 3. 이전 1 2 3 4 다음 반응형
