스트레인 게이지를 이용한 토크 측정 결과보고서

소개글

스트레인 게이지를 이용한 토크 측정 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

◎ 실험 개요

◎ 실험 과정

◎ 실험 고찰 및 분석
1. 측정값 보정
2. 시편 특성에 따른 Shear Stress 계산
3. Shear Modulus G 계산
4. 중공축과 원형튜브 가정에 따른 G 값 변화 및 비교
5. 임의 하중에 대한 하중의 크기
[실험 분석]
[Matlab Code]

본문내용

차가 포함되어 있다고 할 수 있다. 또 실험진행시 추를 가진하고 측정한 후 다시 원점을 확인하여 잔류응력을 최소화 하고자 했으나 표6에서의 20kg이후 16kg에서부터 G값의 오차가 커진 것을 볼 때 이의 영향으로 오차가 생긴 것으로 판단된다. 이런 오차 고려할 때 전단계수 값이 거의 일정하다고 판단할 수 있다.
또한 원형봉에서 최대 압축, 인장이 축방향에 대해 ±45°에서 발생하는 원리를 이용하여 스트레인게이지를 ±45°로 부착한 후 Normal Strain을 구하고 이를 이용하여 쉽게 Shear Strain을 구할 수 있음을 알 수 있었다. 이렇게 하여 G값을 구했을 경우 과정5에서와 같이 임의 토크의 크기를 구할 수 있었으며 이는 실제 부재의 항복응력 또는 항복 토크, 소성토크 등을 실험적으로 구해낼 수 있음을 알 수 있다.
[Matlab Code]
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%1. 측정값 보정
STR_c = 650;
STR_0 = [725 805 885 960 1040 1040 965 885 805 730];
STR_M= (STR_0(1,:)-STR_c)*10^-6;
k= 2.1; % Strain Gauge Factor
a= 4 ; % NuM of Strain Gauge
STR_tr=2.0/k *STR_M/a;
M = [4 8 12 16 20 20 16 12 8 4]; %가해준 질량
g=9.81; l=0.22; ro=0.02; ri=0.015; rm=0.5*(ro+ri); t=ro-ri;% 두께
T=M*g*l;
%2. 시편 특성에 따른 Shear Stress 계산
I_p1=0.5*pi*(ro^4-ri^4); I_p2=2*pi*rm^3*t;
Tau_max1=T*ro/I_p1;%단위 Pa
Tau_max2=T*ro/I_p2;%단위 Pa
gamma=2*STR_tr;
%3. G값 계산
G1=Tau_max1./gamma ; %단위 Pa 중공축일 경우
G2=Tau_max2./gamma ; %단위 Pa 원형튜브일 경우
figure(1) % gamma vs tau 그래프
p1=polyfit(M(1,1:5),G1(1,1:5),1);
p2=polyfit(M(1,6:10),G1(1,6:10),1);
f1=polyval(p1,T); f2=polyval(p2,T);
plot(M(1,1:5),G1(1,1:5),'r^',M(1,6:10),G1(1,6:10),'bo',M,f1,'r',M,f2,'b');
axis([2 22 0 3.05e+010]);
title(' 하중 대 강성계수');
xlabel(' M, Applied force[kg]'); ylabel(' G, Shear Modulus[pa] ');
grid;
figure(2)
plot(Tau_max1(1,1:5),gamma(1,1:5),'r^-',Tau_max1(1,6:10),gamma(1,6:10),'bo-');
title(' 전단응력 대 전단변형율');
xlabel(' Tua, Shear Stress'); ylabel(' Gamma, Shear Strain');
legend('M: 4->20kg 정방향', 'M:20->4kg 역방향');
grid;
%4. G1과 G2의 비교
figure(3)
subplot(211)
plot(M(1,1:5),G1(1,1:5),'r--',M(1,1:5),G2(1,1:5),'bo-');
axis([2 22 0 3.05e+010]);
title(' 하중 대 강성계수G1,G2 M=4->20kg 일때');
xlabel(' M, Applied force[kg]'); ylabel(' G, Shear Modulus[pa] ');
legend('G1', 'G2');
grid;
subplot(212)
plot(M(1,6:10),G1(1,6:10),'r--',M(1,6:10),G2(1,6:10),'bo-');
axis([2 22 0 3.05e+010]);
title(' 하중 대 강성계수 G1,G2 M=20->4kg 일때');
xlabel(' M, Applied force [kg]'); ylabel(' G, Shear Modulus [pa]');
legend('G1', 'G2');
grid;
%5. 임의 하중에 대한 하중의 크기 계산
STR_ab=950;
STR_M1=(STR_ab-STR_c)*10^-6;
STR_tr1=2.0/k *STR_M1/a;
gamma1=STR_tr1*2;
tau=G1(1,4)*gamma1;
T_ab=tau*I_p1/ro;
Force_ab=T_ab /l
q=Force_ab/9.81

키워드

스트레인 게이지,   토크 측정,   구조실험,   원형봉,   응력,   재료 실험