고체역학 올립니다 스파게티 타워 제작 보고서 OI

고체역학 올립니다 스파게티 타워 제작 보고서
 

R E P O R T
학 과

과 목
고체역학
3 조

담 당 교 수

제 출 일

주제 : 스파게티 타워 보고서
1. 스파게티 구조물의 제한
(1) 구조물의 폭 : 가로,세로 180mm X 125mm이하
(2) 구조물의 높이 : 최소 200 mm 이상
(3) 부재의 겹침은 허용 : 단, 3개까지 (주기둥 4개까지)
(4) 그 외 보강재는 접착 단부를 제외하고 접착제의 코팅을 엄금함
(5) 보조부재(수평, 수직, 사선)의 간격 : 20mm 이상
(6) 구조물 상면에 평판을 얹을 수 있어야 함
※ 제공된 재료(스파게티면, 접착제)외 재료를 사용할 수 없음
※ 최종평가: 지지 하중 ÷ 구조물의 자중




2. 스파게티 구조물의 설계 컨셉
구조물의 면적에서 사각 기둥을 여러 개 이으면 다각형의 기둥과 같이 하중을 많이 버틸 것이라고 생각을 했고, 크기가 다른 4각 기둥 여러 개를 이어서 만들어 힘을 분산시키고, 트러스 구조물을 첨가하여 기둥의 힘을 분산시키는 설계를 하였다.



3. 스파게티 구조물의 설계 과정
우선 구조물의 형상의 특성상 안쪽 기둥부터 제작을 했다. 40mm X 40mm인 사각기둥을 제작하고, 다이아몬드 형태의 45mm X 45mm 사각기둥을 이어 붙였다. 그리고 80mm X 80mm인 사각기둥을 제작하였고, 마지막으로 120mm X 120mm인 사각기둥을 제작하였다 이 기둥에는 주기둥을 부착하였고, 모든 기둥의 높이는 20.5mm로 설계를 하였다. 이유는 높이가 낮을수록 무게의 중심이 낮아질 것이라고 생각하여 제한조건의 최소 높이인 20mm에 가깝게 제작을 했다. 그리고 만들어진 기둥이 시간이 지나면 조금씩 휘어지고 틀어지는 현상이 일어나서 이런 현상을 트러스 구조와 세 개의 기둥을 대각선으로 이으므로 방지를 하였다. 그리고 제일 중요한 부재간의 간격이 20mm인 조건에 맞게 설계되었다.


4. 설계도
(1) 2D 설계 도면


정면도

측면도




(2) 3D 도면




기둥을 제외한 기본 구조물






설계 완성 구조물




5. 실험결과
(1) 스파게티 구조물의 무게 : 99g
(2) 구조물이 견딘 하중 : 바벨 120kg + 바벨받침대 무게 11.5kg = 131.5kg
(3) 결과 : 스파게티 구조물의 무게의 1328배 가량의 하중을 지지하였다.


(4) 고 찰
- 잘했던 점 -
스파게티 타워 구조물의 중앙에 위치한 기둥을 견고하게 제작을 했고 주기둥은 면적이 넓을수록 더 많이 버틴다고 생각하여 바깥쪽 기둥에 붙여 제…(생략)
 

   
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