[고체재료실험]광탄성실험

소개글

기계공학부 3학년 실험으로
10점 만점 받은 레포트입니다.

목차

1. 실험목적

2. 기초이론
(1)광탄성 응력해석의 원리
(2) 광응력 법칙 및 광탄성 감도
(3) 응력집중 계수

3. 실험장치

4. 실험 방법
(1) 광탄성 감도의 측정
(2) 응력집중계수 측정

5. 실험 결과
(1) 광탄성 감도의 측정
(2) 응력집중 계수의 측정
(3)응력 분포 사진

6.고 찰

본문내용

1. 실험목적
광탄성 실험의 원리와 개념을 이해하고 광탄성 감도 측정법, 광탄성 실험에 의한 응력집중계수 측정법, 그리고 광탄성 실험에 의한 구조물의 모델 해석 방법 등을 습득한다.
2. 기초이론
(1)광탄성 응력해석의 원리
투명한 탄성체가 외력을 받아 그 내부의 임의의 점에 의 주응력이 발생할 때 이 점을 지나는 빛에 대하여 모델이 일시적으로 이중 굴절성을 나타낸다. 일시적 이중굴절 현상에 의해 빛은 두 개의 광파로 갈라져
서 위상차가 발생한다. 이러한 위상차의 크기가 주응력차에 비례하는 관계가 성립한다. 광탄성 원리를 이용하여 얻은 등색선 무늬와 등경선 무늬로서 어떤 구조물이나 모델의 응력상태를 분석하는 것을 광탄성 응력해석법이라 한다. 일반적으로 광탄성 실험장치는 크게 그림1의 (가)투과형 광탄성 실험장치와 (나)반사형 광탄성 실험장치로 나눌 수 있다. 투과형 광탄성 실험장치는 주로 모델시편의 응력해석에, 반사형 광탄성 실험장치는 실제 구조물의 응력해석에 사용된다.
4. 실험 방법
(1) 광탄성 감도의 측정
1) 에폭시 판재를 이용하여 광탄성 감도 측정용 인장 시편을 그림3과 같이 가공한다.
2) 가공된 시편을 하중장치에 장착하고, 무늬차수(N)가 정수 차수로 증가할 때마다 그 때의 하중을 읽어 기록한다.
3) 탄성한도를 넘지 않는 범위까지 하중을 증가시키며, 이와 같은 방법을 3회 반복한다.
4) 식(2)를 이용하여 광탄성 감도를 계산하고, 평균치를 구한다.
(2) 응력집중계수 측정
1) 에폭시 판재를 이용하여 그림4와 같은 중앙에 원공이 있는 시편을 가공한다.
2) 가공된 시편을 하중장치에 장착하고, 하중을 증가시키면서 적당한 하중에서 CCD 카메라를 이용하여 등 색선 무늬를 촬영한다.
3) 최고차 등색선 무늬를 찾아내고, 식(4), (5)를 이용하여 응력집중 계수를 구한다.
4) 위와 같은 실험을 3회 이상 반복하여 평균치를 구한다.
5) 등색선 무늬 사진상에 무늬차수를 표시하고 응력분포도를 작성한다.
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참고 자료

재료역학 Mechanics of Materials, 5th ed., James M. Gere , 2001, PWS