[계측 및 신호처리] 스트레인게이지 활용

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험이론
4. 실험과정
5. 실험 결과 및 고찰

본문내용

2. 실험목적

Strain gage와 wheatstone bridge 회로를 이용하여 변형률과 응력을 측정할 수 있다. Strain gage와 wheatstone bridge 회로는 응력측정 또는 응력해석의 수단으로 가장 보편적으로 널리 이용되고 있다. 그러므로 정확한 변형량을 측정할 수 있는 Strain gage에 대해서 사용방법 및 기본적인 이론 습득, 실험하는데에 목적이 있다.

3. 실험이론
응 력
① 전단응력(shear stress)
물체에 대하여 전단력에 대한 응력으로 이 경우 단면에 대해 평행하게 전단력이 작용한다.
두장의 판을 풀로 붙인 다음 양쪽에서 당기는 경우를 생각해본다면 두 장의 판이 떨어지지 않게 저항하는 부분은 풀을 칠한 부분이 된다. 그러므로 전단력에 저항하는 부분의 면적이 전단응력 계산에 사용되는 면적이라고 볼수 있다.
따라서 전단응력은 τ = V/A 으로 해석된다.

② 수직응력
일반적으로 응력이라 함은 대부분의 경우 수직응력을 말할 수 있다. 수직응력도 수직력을 작용면적으로 나누어 계산한다. σ = P/A ①의 경우를 본다면 전단응력 계산단면은 풀로 붙인 면적이지만 수직응력을 계산하는 단면적은 양쪽에서 당기는 부분의 면적이라고 볼 수 있다.

<중략>

응력 집중
결함이 전혀 없으면 모든 구조 재료는 파괴가 일어나기 전에 최소한 부분적으로라도 변형이 일어난다. 그러나 항복강도 이하의 응력에서만 사용해도 끊임없이 파괴가 일어나고 있다. 이러한 파괴는 주로 노치, 구멍, 균열, 기하학적인 결함 등의 작용으로 어떤 특정 부위에서 응력이 크게 증가했을 때 일어난다. 다음 예는 결함에서 생기는 국부적인 응력증가를 보여준다.
막대를 관통하는 반지름이 r인 구멍을 뚫으면 막대의 단면적은 감소한다. 구멍에 작용하는 명목응력은 다음과 같이 계산된다. 는 명목으력(normal stress), P는 하중, t는 두께이다(막대에 수직인 단면의 원래 면적은 wt이지만 구명 때문에 단면적이 2rt만큼 감소한다).

참고자료

· 재료역학, 5판, R.C.Hibbeler 저, 한병기 외 5명 공역, YOUNG
· 공업재료가공학 5판, Serope Kalpakjian저, 김낙수 역, 피어슨에듀케이션코리아