아주대학교 기계공학응용실험 - 외팔보의 응력 변형률, 고유진동수 해석_ansys

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 실험 고찰
7. 결 론

본문내용

1. 실험 목적
Ansys프로그램을 통해 하중 상태에 있는 외팔보의 고유 진동수와 응력을 유한요소적 방법으로 해석하고 이 해석 결과와 계산을 통해 얻어진 이론값을 비교한다.

2. 실험 이론
유한요소법은 공학과 수리 물리학의 문제들을 풀기 위한 하나의 수치기법이다. 일반적으로 어떤 현상을 나타내는데 사용되는 상미분 방정식 혹은 편미분 방정식은 기하학적인 형상이 복잡하거나, 복합재료로 구성된 구조물 혹은 많은 외력이 작용하는 구조물의 경우 해를 구하기 대단히 힘들어진다. 따라서 이러한 미분 방정식을 연립대수방정식으로 변환하여 근사 해를 구하는 것이 유한요소법이라고 할 수 있다. 유한요소법은 일반적으로 구조 해석 혹은 음향 해석 등 다양한 분야에 이용되고 있다.
유한요소법은 여러 가지 단계를 걸쳐서 실시된다. 첫 번째는 해석의 종류를 선택하는 과정이다. 이번 실험에서는 정적변형에 대한 해석을 실시한다. 두 번째는 재료의 물성을 입력하는 과정이다. 단일 재료의 경우 그 재료에 대한 특성만 입력하면 되고 복합 재료의 경우 포함된 모든 재료에 대한 특성을 입력해 주어야 한다. 세 번째로는 해석을 진행할 모델의 형상과 해석적 거동을 설정해준다. 그 다음으로 격자분할 과정을 진행하는데 해석을 진행할 모델을 수많은 요소로 잘게 나누는 과정이며, 격자분할을 많이 할수록 해석 결과를 도출하기까지의 시간이 길어지지만 더 정확한 해석 값을 얻게 된다고 할 수 있다. 이 과정까지 끝나면 해석 solver의 조건과 경계조건을 설정하고 solver를 실행해 해석결과를 확인하면 된다.
외팔보에 대한 식을 살펴보자. 외팔보의 변위를 라고 하자. 그러면 외팔보는 다음과 같은 관계식을 가진다.
(: 보가 회전한 각도)
(: 보에 작용하는 모멘트)
(: 보에 작용하는 shear force)
(: 보에 작용하는 분포하중)

한편 외팔보의 임의의 지점에서 는 다음과 같다.

참고 자료

없음