스트레인 게이지 - 계측 및 신호처리

목차

1. 실험목적 및 의의
2. 실험이론
3. 실험방법
4. Gage의 결선(Lead wire 부착)
5. 실험결과
6. 오차원인 분석 및 고찰

본문내용

1. 실험목적 및 의의
첫 번째로, 이상적인 기계구조물을 설계하기 위함이다. 최근의 추세는 소형화와 경량화인데 이는 발생응력이 허용값에 근접하게 된다는 의미이다. 따라서 안전계수를 만족시키면서 최대한의 소형화와 경량화를 성공하기 위해서는 정확한 데이터가 필요하다. 이를 통해 기계의 사용조건에서 주요부의 응력을 측정하여 취약한 부분을 보강하고 불필요한 부분을 제거하여 경제적인 설계를 할 수 있다.
두 번째로, 재료역학의 연구를 위해서 이론적 해석과 실험적 측정이 모두 중요하기 때문이다. 실제 공학 문제는 이론적 해석만으로 해결할 수 없기 때문에 실험을 통한 예측이 필요하다. 따라서 재료의 성질을 규명하여 역학적 거동의 이론적인 해석이 가능하도록 한다.
따라서 이번 실험을 통해 고체역학 시간에 이론으로만 배웠던 ‘재료의 변형률’을 실험으로 알아보는데 이를 위해서 스트레인게이지를 사용하며, 실험 과정을 거치면서 스트레인게이지의 사용법을 숙지한다. 최종적으로, 실험을 통해서 얻은 실험값과 이론을 토대로 얻은 이론값을 비교, 분석하여 오차의 원인을 고찰해본다.
2. 실험이론
Ι. 스트레인 (Strain)
① 외력에 대한 물질의 변형 정도를 말하며 `ε` 로 표시한다.
② Strain = ΔL/L = in/in = mm/mm
ㆍ 통상 미세한 변형률을 측정하므로 `microstrain`이라는 용어를
사용한다.
ㆍ 0.000001 mm/mm 의 변형률을 1 microstrain 이라 하며 1 ue
로 표시한다. 이는 1 meter 에 대하여 1 micrometer 의 변형을
말한다.
ㆍ 이를 일반적인 Percent의 개념으로 본다면 1% 의 strain 변형을
0.1 mm/mm 로서 10,000 microstrain (ue) 이 된다.
ㆍ 따라서 사용 중인 strain gage의 범위를 3-5%로 말하는 것은
그 Strain gage 범위가 30,000-50,000 ue 임을 말하며, 이
범위가 결국 사용 중 strain gage의 탄성 한계 이내임을 말한다.
Ⅱ. 포아송 비 (Poisson`s Ratio)
① 외력에 의해 발생되는 길이 방향의 변형과 동시에 횡방향의 수축
현상이 발생되며, 종방향의 변형의 비율을 Poisson`s Ratio 라 한다.
② Poisson`s ratio 는 응력 측정 및 기타 필요한 항목의 측정에 중요한
인자로 사용되며 대개의 값들은 알려져 있다.

참고 자료

없음