국민대 자동차융합실험 스트레인게이지를 이용한 보의 변형률 실험 만점 보고서

목차

I. 스트레인게이지를 이용한 보의 변형률 측정 실험
1. 스트레인 게이지 조사 (원리, 종류, 적용사례 1가지)
1) 원리
2) 종류
3) 적용 사례
2. 실험 결과 테이블 작성 및 그래프 작성
3. 고찰
1) 오차원인 분석
① 인적 오류
② 계측 값의 한계와 센서의 한계
③ 시편의 탄성계수의 고유 오차
④ 외부 요인
2) 느낀점

II. 토크 센서를 이용한 비틀림 실험
1. 자동차 구성 요소 중 비틀림이 작용하는 부품을 조사하고 조사한 부풍에 대해 설명하라.
1) 크랭크 축(Crank Shaft)
① 정의
② 기능
③ 비틀림 작용 원인
2. 결과 작성
1) 결과 표 작성 및 그래프 작성
2) 하중이 15N 작용할 때의 비틀림감성 이론값과 계측 값 비교
3. 고찰
1) 오차원인 분석
① 인적 오류
② 실험장치/시편의 구조적 문제
③ 계측 오류 및 외부 환경 측정 부재에 따른 오류
2) 고찰 및 건의사항

본문내용

I. 스트레인게이지를 이용한 보의 변형률 측정 실험

1. 스트레인 게이지 조사 (원리, 종류, 적용사례 1가지)

1) 원리

R1 /R2 = R4 /R3 식을 기반으로 브리지의 모든 암에 저항의 변화가 있으면 그 결과로 출력 전압은 0이 아닌 값이 나오게 됨을 활용하여 스트레인 게이지 저항에 가해진 모든 변화 출력.

2) 종류

종류
1. 단축 게이지
∙ 그리드가 하나이기 때문에 하나의 방향에 대한 측정만 가능.
∙ 통상 주응력을 알고있을 때 사용
2. 2축 게이지
∙ 부응력을 알고있을 때 사용.
∙ 포와송비를 구하고자 할 때 주로 사용
3. 면압 게이지
∙ 측정물에 걸리는 하중, 압력을 측정하고자 할 때 사용
4. 3,4 축 로젯 게이지
∙ 1개의 게이지 안에 3,4개의 방향의 그리드가 부착
∙ 복잡한 형상을 가진 측정물의 주응력을 계측하기 위해 사용

3) 적용 사례

적용 제품
1. 전자 저울
적용 방법
∙ 전자저울 내부에 하중측정장치(Load Cell)에 스트레인 게이지 사용
∙ 로드셀은 힘을 가하면 내부에 연결되어 있는 스트레인 게이지들에 걸리는 전압이 달라져서 전압에 변화가 생기고 그 변화를 하중으로 변환해주는 장치
∙ 저울 내부의 스트레인 게이지가 휘트스톤 브릿지의 원리를 이용

< 중 략 >

3. 고찰

1) 오차원인 분석

실험에서 얻은 결과값과 이론값은 평균적으로 1.7% 남짓한 오차율을 보이고있는데 오차의 원인은 다양하다. 넓은 범주에서 생각 해 봤을 때 다음과 같이 정리할 수 있다.

① 인적 오류
스트레인 게이지 특성 실험은 실험 장치를 정반에 올리는 과정부터 스트레인 게이지 부착과정, 시편계측 과정, 핸드휠을 돌려 하중을 가하는 과정까지 인적 오류에 의한 오차를 무시할 수 없으며 오차원인의 많은 부분을 차지한다. 첫 번째로 다이얼게이지의 영점 조정 과정에서의 문제점이다. 다이얼게이지와 시편이 완벽하게 수평이 되어야 하지만 이번 실험에선 정반 위에 책상을 올려놓고 그 위에 실험 장치를 올렸기 때문에 다이얼게이지와 시편은 온전한 수평상태가 될 수 없다.

참고 자료

재료역학 강의노트, http://ram.cau.ac.kr/data/lecture/note/lecture_note_105.pdf, (2017.05.28.)
재료역학 강의노트, http://ram.cau.ac.kr/data/lecture/note/lecture_note_100.pdf, (2017.05.28.)
실험 응력 분석에서의 측정 팁, HBM,
https://www.hbm.com/kr/5907/measuring-with-strain-gauges-in-experimantal-stress-analysis-part-2/, (2017.05.30.)
스트레인 게이지를 이용한 응력 측정, 라디안
스트레인게이지 원리 및 구조, 구조에 따른 종류 및 다양한 응용 센서의 종류 설명,
http://m.blog.naver.com/tkawns4537/220534485850, (2017.05.30.)
재료역학 강의노트, http://ram.cau.ac.kr/data/lecture/note/lecture_note_96.pdf, (2017.06.01.)
극관성 모멘트,
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B7%B9%EA%B4%80%EC%84%B1%EB%AA%A8%EB%A9%98%ED%8A%B8, (2017.06.01.)
크랭크 축, https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%81%AC%EB%9E%AD%ED%81%AC%EC%B6%95, (2017.06.02.)
비틀림과 굽힘 모멘트 정의, http://m.cafe.daum.net/yosan1226/LsFz/132?q=D_Ju6jpZnIsXQ0&, (2017.06.03.)
고체역학 강의자료, 김대영, 바이오시스템 공학과
자동차융합실험I, 국민대학교