스트레인게이지(strain gage)

소개글

스트레인게이지(strain gage) 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목 차
1. 시험 목적

2. 이론
2.1 Strain gage
2.2 Wheatstone Bridge 회로
2.3 Starain
2.4 극 단면 2차 모멘트
2.5 Mohr's stress circle

3. 시험 장치

4. 시험 방법

5. 시험 결과의 정리
5.1 이론적 계산
5.2 실험값
5.3 시간에 따른 변형률 그래프

6. 고찰
6.1 오차의 원인
6.2 실험 소감

본문내용

: 1Kg
2) 무게 추 : 2Kg
3) 무게 추 : 4Kg
을 이용하여 응력을 구한 뒤 식을 이용하여 변형율을 구한 결과 1kg일 경우 16.06, 2kg일 경우 33.14, 4kg 일 경우는 64.72의 변형률로 계산 되었다.
5.2 실험값
무게
압축
중심선
인장
1Kg
-13.6616
-0.6513
11.4846
2Kg
-32.0462
-4.5874
26.1230
4Kg
-70.5865
-6.7057
59.2086
무게
이론값
실험값
값의 비교
1kg
16.06
11.4846
이론값 > 실험값
2kg
32.14
26.1230
이론값 > 실험값
4kg
64.72
59.2086
이론값 < 실험값
실험값은 평균 값으로 계산 하였다. 추의 떨림을 고려하여 값이 일정하게 이루어지고 난 뒤부터 나온 값을 평균으로 하였고 소숫점 넷째자리까지 계산 하였다.
1kg일 경우 12초부터 30.6초까지의 평균치로 인장값 11.4846로 나왔다. 이 수치는 이론값 16.0600 다 4.5754만큼 작은 값이다.
2kg일 경우 31.4초부터 44초까지의 평균치로 인장값 26.1230로 나왔다, 이 수치는 이론값 32.1200 다 5.9970만큼 작은 값이다.
4kg일 경우 45.9초부터 56.9초까지의 평균치로 인장값 59.2086로 나왔다 이수치는 이론값 64.7200 다 5.5112만큼 큰 작은 값이다.
5.3 시간에 따른 변형률 그래프
시간에 따른 변형률을 나타낸 그래프이다. 인장력과 압축력에 따른 변형률은 부호가 반대인 같은 값을 가져야 하지만 이번 실험에서는 전체적으로 인장력이 더 작은 값을 나타 내었다, 기준선에 따른 변형률은 변형이 이루어지지 않는 ‘0’값을 나타내어야 하지만 실제로는 무게가 증가함에 따라 수치가 점점 ‘-’방향으로 치우쳤다.
6. 고찰
6.1 오차의 원인
이론값과 실험값에 대한 오차가 무게에 따라 4.5~5.9까지 큰 차이를 보였다. 이는 실험에 있어서 몇가지 문제가 있었을 것이다. - 사포로 봉의 표면에 있는 이물질을 완전히 제거 하지 못했을 것이다.
- 45° 각도로 선을 정확히 긋고 strain gage를 붙이지 못했을 것이다.
- strain gage가 봉에 완전이 밀착 되고 테이프의 접착제가 완전히 마르지 않았을 것이다.
- 추를 달고 실험 할 때 추의 떨림이 있었을 것이다.
- 미세한 변형을 측정하는 실험이기에 온도와 습도 등 주변 환경에 따른 오차도 생겼을 것이다.
이 밖에 오차의 원인도 있을 것이다. 이 중에 가장 큰 오류를 일으켰을 것으로 보이는 것은 strain gage의 각도와 부착이 제대로 되지 못했을 것이다. 각도기를 사용하여 45° 각도로 붙이고자 하였지만 둥근 원형 봉에 각도기로 각을 정확히 젠다는 것은 어려운 일이었다. mohr's stress circle에서 알 수 있듯이 각도가 조금만 빗나가도 값이 변한다. 짧은 시간에 더 정확한 각도의 측정을 위해 실험 전에 방법에 대한 조사가 없었던 것이 아쉽다. 그리고 봉에 더 많은 부분에 strain gage를 부착하여 변형률과 응력을 측정해 보았으면 실험의 대한 오차를 더 줄일 수 있었을 것이라는 아쉬움이 남는다. 마지막으로 이번 실험처럼 동적인 변화를 측정하는 실험에서는 한 번의 실험이 아니라 여러번의 실험을 통해 실험치의 평균값을 얻게 되면 오차를 더 줄일 수 있었을 것이다.
6.2 실험 소감
이론으로만 배웠던 실험을 진행 하게 되었다. 이론으로만 배울 때에는 실제로 실험이나 상황에 놓였을 경우 우리가 배웠던 이론에 대한 오차에 대해 크게 생각지 안았었다. 오차가 생기는 경우는 특출 난 경우를 제외하고는 없을 거라고 생각 하거나 눈에 보이는 큰 상황의 변화 말고는 없을 것이라 생각 했었다. 가령 내가 공장에서 일을 할때 습도와 온도를 제어 하는 공간에서 제품의 크기 및 상태를 파악하는 공간이 있었는데 그렇게 까지 하는 것이 이해가 되지 않는 부분이 있었다. 하지만 이 실험을 진행 하면서 작은 변화에도 실험의 결과에 대해 영향을 끼치고 우리가 제품을 설계 할 때에도 작은 변화에도 신경을 써야 한다는 것을 느꼈다. 또한 이번 시험에서는 실험에 대한 나의 이해도와 지식을 부족 했던 것이 아쉽다. 이론 수업 시간에 설명으로만 듣다가 막상 상황에 놓이게 되어보니 어수룩한 점이 많았다. 특히 strain gage를 붙이는 방법에 대해 생각 하지 않아서 오차를 더욱 크게 벌어지게 하였다. 실험을 하기 전에 사전 지식을 통해 실험과 이론치의 대한 오차를 줄이도록 노력 하여야겠다.

키워드

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