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소개글

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목차

Ⅰ. 탄성측정과 탄성체 봉
1. 탄성체 봉에 있어서의 종진동의 원리
2. 실험 방법

Ⅱ. 탄성측정과 탄성파

Ⅲ. 탄성측정과 탄성률
1. isostress일 때
2. 에너지 탄성체에서 고온이 되면 영률이 감소하는 현상은 원자간 포텐셜로부터 고찰하고 융점, 승화, 열팽창계수의 대소를 원자간 포텐셜로 논하라

Ⅳ. 탄성측정과 탄성계수
1. 실험목적
2. 실험개론
1) 스트레인 게이지
2) 스트레인 게이지의 원리와 구조
3. 실험방법
1) 스트레인게이지 접착 방법
2) 응력 측정 방법

Ⅴ. 탄성측정과 광탄성
1. 목적
2. 원리
1) 광탄성 효과
2) 편광
3) 주응력의 산출
3. 실험 방법
1) 주응력 방향 측정(Measurement of stress Directions)
2) 한점의 응력측정(Measurement of Stress Magnitude at a point)

참고문헌

본문내용

M을 measure한다.
5. 추걸이에 추를 더 달고 UCAM을 measure한다.
6. 추걸이에 추를 더 달고 UCAM을 measure한다.
Ⅴ. 탄성측정과 광탄성
1. 목적
응력해석을 위한 실험적 방법에는 광탄성법, 스트레인 게이지법, 응력 피막법, 모아레법 등이 있으나 손쉽게 내부응력 상태나 전체의 응력상태를 파악하기 위해 광탄성법이 널리 사용되고 있다.
이 실험의 목적은 다음과 같이 요약된다.
○ 광탄성 실험의 내용과 방법을 이해 습득하여 그의 활용을 기한다.
○ 하중을 받는 탄성체 내에 생기는 응력의 분포상태를 관찰하여, 시험편 내의 응력을 측정, 계산하는 방법을 습득한다.
2. 원리
1) 광탄성 효과
유리, 셀룰로이드, 에폭시수지 등의 투명한 등방체에 응력을 가하면, 그 등방체는 일시적으로 결정체의 성질을 갖게 되어 복굴절현상을 나타낸다. 따라서 여기에 입사된 광은 주응력축의 방향으로 진동하는 2개의 평면편광으로 분해 되며, 이들 양편광 사이에 광로차가 생긴다. 어떤 점에서의 주변형률 방향을 ,라 하면 그 빛의 Vector 분할과 2 개의 편광 된 광선은 , 평면 내에서 전파되어진다. 만일에, , 축에서의 변형률의 세기(Strain Intensity)를 , 라 하고 예상되는 빛의 진공속도를 ,라 하고 각각의 평판을 통과하는데 필요한 시간을 /(는 시험편의 두께)라 하면 이 두 광선사이의 광로차는 다음과 같다.
= / - / = - = -
상수 를 광학적 변형률 계수(Strain-optical coefficient)라 하며 재료의 물리적 특정치 이다. 이 값은 무차원 상수이고 항상 구경측정에 의하여 체계화 된다. 을 작용파장 의 배수로 표시한 을 무늬차수(fringe order)라 하며 = 이다.
결과적으로 광탄성학의 변형률 측정에 대한 기본 관계식은 다음과 같다.
- = / or - = //
2) 편광
전자기설에 의하면, 빛은 그의 진행 방향에 대해서 수직인 평면 내에서 진동하면서 전진하는 횡파이며, 보통 자연광은 이 평면 내에서 각 방향으로 진동하는 각종의 파장의 전자파의 집합체이다.
이러한 보통광을 특수한 투명물질에 통과시키면, 각 방향진동파 중에서 일정방향의 진동만을 통과시키고 기타 방향의 진동은 차단할 수가 있다. 이렇게 진동방향이 일정평면 내에 한정된 광을 평면편광(Polarixed-Plane)이라 하고 광탄성 실험에는 편광이 이용된다. 보통광을 평면편광으로 만드는 장치를 편광자라고 한다.
3) 주응력의 산출
주응력의 방향을 알기 위해서는 평면 편광기에서 나타나는 등경선 위에 그 때의 편광축 방향과 검광축 방향으로 직선을 그으면 그 직선 방향이 주응력 방향이 된다.
주응력의 크기에 대해서는 주응력 차 - = //가 구해지므로 와 를 단독으로 구하려면, 보조적인 계산이나 실험을 필요로 한다. 그러나 시험편의 자유조록에서는, 그에 수직한 주응력이 0으로 되니까 등색선의 무늬차수로부터 접선방향의 주응력이 직접 구해진다.
3. 실험 방법
1) 주응력 방향 측정(Measurement of stress Directions)
Model 060 장치를 사용함에 있어 설계자는 우선 연구할 구조물의 부분이나 기계의 요소를 본떠 투명한 Plastic Model을 제작해야한다. Polycarbonate, Epoxy 시편 제작 시 강한 절삭력이나 과한 열이 발생하지 않도록 주의해야한다. 2차원적인 광탄성 시편의 가공에는 톱, 칼날 등을 사용하여 시편과 같은 형상의 금속 모형편을 만들어 사용하고 시편 가공 후에는 Oven을 사용 시편의 잔류응력을 제거해야만 한다. Model 을 Polariscope(편광기)에 설치한 후 임의의 작동 하중을 가해본다.
실험기구에 의해 준비된 Polarized Light Field에서 시험해 보면 다색의 빛의 줄무늬형태가 나타나 Model의 전체 면적에 걸쳐 Stress Distribution을 관찰할 수 있다.
a. Model을 편광기 내에 설치한다. 비틀리지 않게 해야 한다.
b. clamp \'A\'가 상향이 되면 모든 Filter는 정지하게 한다.
c. Withdraw Pin \'B\'는 \'D\'로 표현된(Direction)구멍에 꼭 낄 때까지 회전한다. 이 작동은 1/4파 장판들을 회전시켜 편광자와 검광자의 축들과 광학적으로 한 줄을 이룬다.
d. Knob \'C\'에 의해서 검광자는 0과 100 사이의 눈금에서 점‘P\'를 택할 수 있다.
e. Clamp를 풀고 핸들을 돌리면 모든 장치가 작동한다.
f. 핸들에 의해 편광기-검광기 장치는 dial의 표시된 점‘V\'가 지적하는 각 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90도를 회전한다. 이러한 각도들에서 Model의 각각 다른 위치에서의 Isoclinic를 관찰 모눈종이에 그린 후 한 장의 반투명지에 각 각도의 Isoclinic line들을 복사하여 주응력 방향을 측정한다.
2) 한점의 응력측정(Measurement of Stress Magnitude at a point)
응력분포 상태의 크기를 위해서 Model을 사용하려할 때에는 꼭 편광기를 ‘평면’에서 ‘원형’으로 변환시켜야 한다.
이것은 구멍 ‘D\'로부터 Withdrawing Pin \'B\'에 의해서 간단하게 할 수 있으며, 그리고 ’M\' 문자로 표시되는 구멍에 낄 때까지 lever를 돌리면 된다. Clamp \'A\'는 위의 순서에 따라 행한 다음에 확실하게 잠기게 해야 한다. 이 기능은 1/4파장판의 축이 Polarizer- Analyaer 축과 를 이루게 하며 편광기가 Isoclinics를 배제하는 기능이 있는 원형편광기로 변형시킨다. 광탄성학적인 응력분포 상태는 동일선상에는 색이 같은 천연색 지도처럼 나타난다.
참고문헌
신관수(1991), 광탄성 실험에 의한 응력측정, 인천대학교
윤한식(1984), 고강도 , 고탄성률 의 합섬, 한국섬유공학회
오민호 외 5명(2010), 고강도 콘크리트의 탄성계수 추정, 한국콘크리트학회
이광후(2004), 광탄성실험에 의한 함수구배 재료 균열 해석, 대한기계학회
정철교(2001), 봉에서 탄성파의 전파 특성, 동의대학교
정주환(2010), 탄성파속도 측정법을 이용한 암반손상대 평가, 전남대학교

키워드

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