Strain gague, 스트레인 게이지 실험 보고서

소개글

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목차

1. 실험 요약
1-1 실험 목적
1-2 실험 이론
1-3 실험장치 및 시편

2. 실험 결과

3. 고찰

4. 참고문헌

본문내용

1. 실험 요약
1-1 실험 목적
물체는 외력을 받게 되면 물체에서의 내부가 외력을 서로 힘이 작용하게 되면서 힘의 평형을 이뤄지면서 이것을 응력이라 칭한다. 상호간의 운동으로 인하여 물체의 상태가 변하여 물체는 형태와 크기가 달라지게 된다. 그에 따라서 변형의 정도를 알아보기위해,
이 실험에서는 외력에 의하여 물체의 모양에 따라서 분포되는 응력의 분포도를 알아보면서 외력에 의해서 발생한 변형량과 치수, 비 등에 관한 변형을 알아보도록 한다. 스트레인 게이지의 측정 원리를 이용하여 응력집중 계수를 계산하면서 Kirsch 방정식을 사용하여 2차원 평면상에서 물체에 발생하는 응력 분포도를 나타낼 수 있다.

1-2 실험 이론
a.스트레인 게이지
스트레인 게이지는 가하는 힘에 따라서 저항이 센서로서, 변형률을 측정하는 변환기이다. 변형률은 전기 저항의 변화에 따라서 바뀌게 되면서, 저항값을 측정하면서 얻고자하는 값을 측정할 수 있다.

그림1. 스트레인 게이지

b. 휘스톤 브릿지
스트레인 게이지를 이용하면서 변형률을 정확하게 측정하기 위해서 저항의 작은 변화에도 측정이 가능하게 할 수 있어야 한다. 이는 스트레인 게이지를 이용하면서 측정하는 변형률의 양이 마이크로 단위이므로, 휘스톤 브릿지는 직류 전압에의해 구동되어, 4개의 저항이 있다. 휘스톤 브릿지의 장점으로는 정밀한 영점을 설정하기 쉬우며, 더 높은 민감도와 정밀도등 제공한다.

그림2. 휘스톤 브릿지 구조

그림과 같이 R2와 R3 정밀저항, R4는 정밀전위차계를 표시하는 저항값, R1은 스트레인 게이지에 대한 측정을 저항으로 나타낸다. 브릿지가 평형으로 만들기 위해, 가변저항을 노드 A와 B 사이의 전압이 0이 될 때까지, 조정하고, A와 B는 평형상태에서 전압이 같아야 다음과 같이 관계가 성립한다.

A와 B사이에 있는 고입력 임피던스 전압계같은 경우에는 전류를 흘리지 않다고 가정할수 있으며 다음과 같이 식을 도출한다.

참고 자료

Gere의 핵심 재료역학 Brief Edition, James M. Gere BarryJ. Goodno. cengage, 4~34p