공학 업로드 고체 역학 - 그네를 설계하고 응력을 해석하여 재료 및 안전성검사 등 업로드 KO

공학 업로드 고체 역학 - 그네를 설계하고 응력을 해석하여 재료 및 안전성검사 등 업로드
 

고체역학
그네 설계

INDEX
재료 선정
설계 방법

설계 목적
팀 소개
해결 과제

설계 목적
그네의 프레임을 설계하여
설계된 그네에 사람이 앉을
경우 각 부분에 가해진 힘과
하중을 파악하고 안정성을
고려하여 설계 한다



사고사례

안전한 설계가 필요하다!

설계 방법
설계에 맞는 적합한 재료사용
프레임이 받는 힘과 방향
버틸수 있는 하중과 위치
안전율 체크

앉는 사람의 무게 100kg 제한
윗봉, 줄의 무게는 무시한다
의자, 윗봉의 양 끝단은 고정되어 있다
안전율 = 3

설계 과제
제한 조건

대상물 규격
1.5m
0.5m
0.5m
2m
0.5m

60 ˚
2.89m

의자 규격
0.1m
0.5m
0.5m

앉는 사람의 무게 100kg 제한
의자의 양 끝단은 고정되어 있다
하중은 보의 중심에 받는다.

해결 과제
- 의자가 받는 반력
∑ = 0, +

∑ = 0, -1000N x 0.25m + x 0.5 = 0

∴ = 500 N, = 500 N

반력계산
1. 보의 형태로 해석.
제약조건
1000N


해결 과제
- 의자가 받는 전단력과 모멘트의 선도

106.25N
500N
-500N
0
125N

재료 선정
재료 선정
경단풍나무(Hard maple)와 연단풍나무(Soft maple)가 있어서 밝은 적갈색을 띤 희고 얇은 변재와 크림색에서 밝은 적갈색의 심재를 갖는다.
목재는 무겁고 강하며 외력에 의한 변형이 잘 생기지 않으며 충격에 대한 저항성 이 높다.

단풍나무
선정 이유


해결 과제
- 줄의 두께
D
500N

500N
2m
재료 선정
자성이 없고, 뛰어난 내식성이 있다.
충격에 강하고, 연신률이 크다.
열처리에 의해 경화되지 않는다.

스텐리스 강
선정이유
의자의회전에의한전단력생긴다.

재료 선정
재료 선정
선정 이유
용이한 가공성
정밀도, 표면처리강도 및 기계적인 성질에서 탁월

탄소강관

인장강도(Mpa)
항복강도(Mpa)
STKM 20A
540
390
탄소강의 탄성계수(Young`s modulus)
E=


해결 과제
- 윗봉이 받는 전단력과 모멘트의 선도


해결 과제
- 윗면의 전단항복 강도
34mm
28.4mm


…(생략)
 

        
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