[광탄성실험] 광탄성실험(원리와 개념이해, 감도측정법, 응력집중계수 측정법, 구조물 해석 방법 습득) 예비+결과레포트

소개글

[광탄성실험] 광탄성실험(원리와 개념이해, 감도측정법, 응력집중계수 측정법, 구조물 해석 방법 습득) 예비+결과레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 기초이론

3. 실험장치

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 고 찰

본문내용

실험장치
본 실험에 사용될 광탄성 실험장치는 그림1의 (가)투과형 광탄성 실험 장치이며, 구성은 그림2와 같다.
그림 2 투과형 광탄성 실험장치의 구성
4. 실험 방법
▶ 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 때 의 하중을 읽어 기록한다.
(3) 탄성한도를 넘지 않는 범위까지 하중을 증가시키며, 이와 같은 방법을 반복한다.
(4) 식(2)를 이용하여 광탄성 감도를 계산하고, 평균치를 구한다.
▶ 응력집중계수 측정
(1) 에폭시 판재를 이용하여 그림4와 같은 중앙에 원공이 있는 시편을 가공한다.
(2) 가공된 시편을 하중장치에 장착하고, 하중을 증가시키면서 적당한 하중에서 CCD 카메 라를 이용하여 등색선 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.
그림 3. 감도 측정용 인장 시험편
5. 실험결과
▶ 광탄성 감도의 측정
기준무늬차수
(K)
하중(n)
감도()
1
27N
0.555
2
54N
0.555
3
78N
0.577
avg
0.562
※ = 0.562 mm/N
▶ 응력집중 계수의 측정
하중(N)
기준
무늬차수
()
θ/180
상대무늬차수
( = )
13
0
0.47
0.47
26
1
0.7
1.7
39
1
0.56
1.56
52
2
0.6
2.6
65
2
0.4
2.4
78
3
0.6
3.6
91
3
0.65
3.65
,,,,
6. 고 찰
우선 실험시의 시편에 가해지는 하중에 따라 생깔이 주기적으로 변하게 되지만 색깔의 경계와 색감이 불분명하여 구별하기가 어려웠다. 그렇기 때문에 정확한 측정을 위해서는 실험자의 판단보다는 전가기기나 광학기기를 이용한 정확한 측정이 필요하다고 생각된다.
더불어 상대무늬 차수 그래프와 유도무늬 차수의 그래프가 이론상을 일치하여야 하나 그래프에서 볼 수 있듯이 일치하지를 못한다.
이는 여러 가지 원인이 있다고 할 수 있지만 우선, 실험시 상위 여과기의 회전을 측정할 경우 광원이 흔들리거나 장시간 광원에 노출된 시편 자체의 변위가 생겼을 가능성이 있다고 생각된다. 또한 상위 여과기를 돌리는 중간 중간 샐깔의 변화를 판단하기 어려워 정확한 실험값을 구했다고 볼 수 없다.
비교적 정확한 기구를 가지고 실험에 임하였다 하더라도 차수의 기준을 정하고 파악하는 기준이 사람의 눈이고 더불어 처음 실험을 하는 학생들이였다는 것이 가장 큰 오류의 원이이라 생각이 된다.
이번 실험을 하면서 재료역학시간에 배운 응력이라는 것이 단순히 구멍이나 균열이 생기면 그곳에 집중되다는 이론을 눈으로 파악하고 어떻게 응력이 변화하는 가를 파악 할 수 있어서 신기하였고 더불어 내부의 응력이 변화하는 것을 눈으로 보고 생각하면서 응력에 관한 이해에 도움이 되었다는 생각이다.

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