[기계공학실험]스트레인 게이지를 이용한 응력 측정, Straingage1

소개

외팔보에서 스트레인 게이지를 이용하여 변화량을 측정하고 측정값을 이용하여 수직, 전단응력과 변형률을 구하여 이론적인 값과 비교한 실험 결과 레포트입니다.

목차

요약
목차
1. 실험목적
2. 실험이론
2.1 응력의 정의
2.2 스트레인의 정의
2.3 응력과 스트레인의 관계
2.4 Strain gage란?
2.5 휘트스톤 브릿지(Wheatstone Bridge)
3. 실험방법 및 장치
3.1 실험방법
3.2 실험장치
4. 실험결과
5. 실험그래프
6. 결과분석 및 고찰
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험목적
어떤 물체이든지 외력을 받게 되면 그 내부에서는 응력이 발생함과 동시에 강체가 아닌 이상 그 물체를 구성하는 각 분자와 분자 상호간의 운동으로 인하여 물체의 상태가 변하게 되어 신장, 수축, 굽힘, 비틀림 등이 변형된다. 이 변형은 각 부에서 똑같지 않은 것이 일반적이지만 물체중의 임의의 한 점을 포함한 미소 부분을 생각하면 그 곳에서의 변형은 똑같다고 볼 수가 있다. 이와 같이 그 물체의 어느 한 점에서의 변형의 크기를 나타내는 양을 변형률(Strain)이라 한다. 스트레인을 측정하는 실험기기를 다루는 요령습득 및 스트레인게이지의 작동원리를 이해하려고 한다. 또 한쪽 끝에 고정되어 있는 보에서 실험에 의한 처짐과 이론식에 의한 처짐을 서로 비교해 보고자 한다.
2. 실험이론
2.1 응력(stress)의 정의
어느 물체에 외력이 작용하면 그 물체의 내부는 서로 힘이 작용하여 이 외력과 힘의 평형을 취한다. 물체의 내부에 서로 힘이 작용하고 있는 상태를 응력을 받고 있는 상태라고 한다. 외력에 대해서 이것은 내력이라고 한다. 이 응력의 크기는 다음과 같이 정의한다. 물체 속에서 1개의 면을 생각하고 이 면을 결계로 하여 물체는 서로 같은 크기의 힘이 작용하고 있다. 그 경계면의 극소면적 △A를 취해서 보면 이것을 통해서 서로 어느 방향으로 크기 △P의 힘이 작용하고 있다. 응력의 크기는 그 면적당의 힘을 말한다.

응력이 균등하게 분포되어 있지 않을 경우에는 위의 식의 극한값을 취한다. 응력의 방향은 힘이 작용하고 있는 방향으로써 정한다. 일반적으로 경계면과 어느 각도로써 기울어져 있다. 그래서 이것을 계면에 수직한 것과 평행된 것으로 분해해서 수직 성분을 수직응력, 평행성분을 전단응력이라 한다.

2.2 스트레인(Strain)의 정의
구조물에 하중을 가하면 응력이 생겨서 이로 인해 변형이 생긴다. 구조물내부에 나타나는 변형을 스트레인이라 하며, 또 스트레인의 크기도 스트레인이라고 한다.

참고자료

· 1. Ferdinand P.Beer, "재료역학“, McGrawHill, 2004, P.478~P.485
· 2. 한응교·고준빈,“스트레인 게이지를 위한 계측방법”,인터비젼, 2001,
· P2~P16, P159~P172
· 3. 김원회·김준식,“자동화를 위한 센서공학”, 성안당,2003, P.177~P.184