스트레인 측정 (Strain gage measurement) 결과 레포트

문서 내 토픽

1. 스트레인 게이지의 측정원리

스트레인 게이지는 측정물의 변형되는 상태와 양을 측정하기 위한 도구로, 측정물 표면에 부착되어 측정하고자 하는 대상의 물리적인 변형률(strain)을 휘스톤 브릿지 방식으로 전기적인 신호로 바꾸어 측정물의 변형량을 측정하는 센서이다. 측정할 대상의 표면에 접착한 후 대상에 하중을 가하면 측정물이 변형을 일으키게 되는데, 변형을 일으킬 때 단면적과 길이 등에 따라 내부저항 값이 달라지는 점을 이용한 것이다. 이렇게 변화하는 물리현상을 이용하여 스트레인을 측정하며, 그 크기로부터 강도나 안정성의 확인을 하는데 중요한 응력(Stress)을 알 수 있게 된다.
2. 각 측정 방식에서 사용한 (인장, 비틀림, 굽힘) 회로방식

이번 Strain실험에서 인장에 대한 하중조건에서 사용한 회로방식은 쿼터브릿지(Quarter bridge)방식이다. 비틀림에 대한 하중조건에서 사용한 회로방식은 하프 브릿지(Half bridge)방식이다. 굽힘에 대한 하중조건에서 사용한 회로방식은 풀 브릿지(Full bridge)방식이다.
3. 인장 실험 결과

인장 실험 결과 값을 확인해보면 1kg과 2Kg일 때를 제외하고는 오차범위가 ±5% 내외임을 알 수 있다. 초반에 하중 값이 작을 때에는 비슷한 정도의 차이에도 오차율이 클 수 있다는 점을 감안하면 안정적인 결과라고 판단된다.
4. 비틀림 실험 결과

비틀림 실험결과에서 변형눈금의 값은 청색, 적색, 황색, 녹색 순서대로 각각 -23, 24, -24, 23로 값은 비슷한 양상을 보이고 있으나 그 부호가 각각 [청,황 : (-) / 적,녹: (+)]로 달랐다. 이는 gage가 비틀림 시편의 서로 다른 방향의 대각선으로 부착되어 있기 때문이다.
5. 굽힘 실험 결과

굽힘 실험결과를 보면 이론값과의 오차율이 '?12%~ -13%'정도로 거의 일정한 것을 알 수 있다. 이는 실험을 진행하는 과정에서 어떠한 변수로 인해 일정한 오차가 발생한 것으로 생각된다. 그러나 오차의 정도가 일정하기 때문에 이 변수가 결과를 도출하는 데에 큰 어려움을 주지 않는다.

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1. 주제2: 각 측정 방식에서 사용한 (인장, 비틀림, 굽힘) 회로방식

인장, 비틀림, 굽힘 실험에서는 각각 다른 회로 방식을 사용합니다. 인장 실험에서는 일반적으로 풀 브리지 회로를 사용합니다. 이 회로는 4개의 스트레인 게이지를 직렬로 연결하여 인장력에 의한 저항 변화를 증폭시킵니다. 비틀림 실험에서는 토크에 의한 비틀림 변형을 측정하기 위해 하프 브리지 회로를 사용합니다. 이 회로는 2개의 게이지를 사용하여 비틀림 변형을 감지합니다. 굽힘 실험에서는 일반적으로 하프 브리지 회로를 사용하며, 2개의 게이지를 압축과 인장 방향으로 배치하여 굽힘 변형을 측정합니다. 각 실험 방식에 적합한 회로 구성을 통해 보다 정확한 데이터를 얻을 수 있습니다.
2. 주제4: 비틀림 실험 결과

비틀림 실험은 재료의 전단 특성을 평가하는 데 사용됩니다. 이 실험을 통해 재료의 전단 탄성계수, 전단 강도, 비틀림 강도 등을 측정할 수 있습니다. 비틀림 실험 결과는 기계 부품, 구조물, 회전축 등의 설계에 활용됩니다. 예를 들어 회전축의 비틀림 강도를 평가하여 적절한 재료와 치수를 선정할 수 있습니다. 또한 비틀림 실험 데이터를 활용하면 재료의 파괴 거동을 이해할 수 있습니다. 이를 통해 재료의 안전성을 평가하고 파괴 방지 대책을 수립할 수 있습니다. 비틀림 실험 결과는 재료 공학, 기계 설계, 구조 해석 등 다양한 분야에서 중요한 기초 자료로 활용됩니다.

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