[기계공학응용실험] 광탄성실험

소개글

간단한 실험보고서입니다.
불필요한 내용은 전부 빼버리고
결과보고서에서 필요한 부분만 골라서 편집해놨습니다.
참고하시면 에이쁠은 문제없으실듯...^ㅁ^

목차

실험목적
배경이론
실험방법
실험결과
결론및고찰
참고문헌

본문내용

1. 목적
물체에 힘을 가하면 그 물체는 응력이 발생하게 되며 상응하는 물체의 변형이 일어난다. 응력의 분포를 알기 위해 쓰이는 광탄성실험을 통해 응력의 방향과 크기를 알아냄으로써 물체의 변형 정도를 알아본다.

2. 실험 내용 및 이론적 배경
1) 광탄성(photoelasticity 물체 내부에 응력이 생기게 되는데 응력은 각각의 분자들의 상대적 위치의 변화에 관계된다. 투명한 물체의 경우에는 분자 배열의 변화가 광학적 성질의 변화를 가져온다. 즉 복굴절이 생기게 되는데 이러한 현상을 photoelasticity라 한다.
) 실험 : 유리․셀룰로이드․합성수지 등의 탄성체 모양에 힘을 가하여 힘과 직각으로 편광(偏光)을 통과시킨 뒤 이것을 편광판(偏光板)으로 관찰하면 줄무늬가 나타난다. 결정판(結晶板)에 의한 간섭과 같은 방법을 이용하여, 복굴절광의 간섭줄무늬를 측정해서 내부 일그러짐의 분포를 검토할 수가 있지만, 투명체인 것이 필요하므로 보통은 모형으로 실험한다. 1816년에 D. 브루스터가 창안하고, 후에 개량되었다. 특히 스트레인(strain) 상태에 있는 탄성체가 빛에 대하여 결정체(結晶體)와 같은 이방성을 나타내는 것을 이용하여 광학적(光學的)으로 비틀림분포를 연구하는 탄성학의 한 부분을 광탄성학(光彈性學)이라 한다.(www.empas.co.kr 참조)

2) 등경사선, 등색선 : 편광된 빛(polarized light)이 하중을 받는 투명한 물체를 지나면 두 개의 선형 편광된 직교하는 광파(전체 전기장의 x와 y성분)를 주응력(principal stress)의 방향과 관계된 굴절면(planes of refraction)방향으로 나타낼 수 있고 주응력 차에 의하여 굴절율 차가 나타난다. Analizer(검광기)를 통하여 투관된 빛을 보면 굴절율 차에 따라서 투과된 빛의 색깔이 다르게 나타나며 색깔의 분석을 통하여 주응력차를 알 수 있다. 색깔이 일정한 모든 점들의 위치를 등색선(isochomatic line)이라 한다. 그리고 polarizer와 analyzer를 서로 직교하도록 놓은 편광기를 사용하여 등경사선(isochlinic line)이라는 검은 영역을 만드는데 이로부터 주응력 방향을 파악할 수 있다.

참고 자료

․ J.W.Dally, W.F. Riley, Experimental Stress Analysis, Mcgraw Hill
․ A.C. Uqural, Advanced Strenth and Applied Elasticity, Elsevier.
․ David Halliday, Fundamentals of Physics