기계공학실험 | 광탄성 실험

 

 

 

TIP

 

 

광탄성 실험장치(polariscope)를 사용하여 외력을 받는 물체에 생기는 응력분포상태를 관찰하고 측정한다.

 

 

 

실험 요약

1. 시편제작(플라스틱 모델 깎기 및 플라스틱 피복 입히기)

 

2. 등경선(isoclinic fringe) 측정

 

3. 등색선(isochromatic fringe) 관찰 및 무늬차수 N값 측정

 

4. 굽힘모멘트를 받는 외팔보의 응력 측정

 

5. 응력집중계수(stress concentration factor) 측정

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실험 방법

1. 측정 방법

1) 아래 그림처럼 analyzer assembly에 보정기를 끼우고 꼭 조인다. 이 때 주의할 점은 analyzer assembly 내의 compensator 링의 △ 표 가 둘레의 zero 눈금에 위치해야 한다. 그리고 부착된 보정기의 디지 털 표시가 zero가 되도록 손잡이를 돌려서 조정한다. 또한 측정하려는 면과 analyzer assembly가 평행이 되어 있는지 여부를 확인한다.

 

 

2) 손잡이 B를 회전시켜 D위치에 놓는다 (이 때가 평면 편광기에 해당) 손잡이 H를 풀고 천천히 회전시켜 측정점에 흑색의 등경선이 지날 때 까지 회전시킨다. 이 위치에서 polarizer와 analyzer의 편광 축은 측정 점의 주축과 일치되며 주축의 방향을 결정할 수 있다. 이때 주의할 점은 보정기의 장축이 대수적으로 최대변형률(ε₁) 방향과 반드시 일치하도록 배열시켜야 한다.

 

3) 손잡이 B를 M위치로 옮긴다. 그러면 등경선은 사라지고 여러 빛깔의 등색선이 보인다. 보정기의 창을 통해서 측정점을 바라보면서 보정기 손잡이를 반시계 방향으로 계속 회전시켜 무늬차수가 zero인 색깔 (흑색)이 나타나도록 한다. 이와 같은 무늬측정법을 “null-balance compensation”이라 한다.

 

4) 만약 흑색무늬가 측정점에 나타나지 않고 색이 더욱 엷어지는 경향을 보이면 이는 보정기의 장축이 대수적으로 최소인 변형률(ε₂)의 방향과 같다는 것을 의미한다. 이런 경우에는 보정기의 손잡이를 돌려 zero의 표시로 놓고 손잡이 H를 풀어 90°만큼 회전시킨다. 즉, 보정기의 장 축을 최대변형률(ε₁)의 축과 일치시킨다. 등경선 변수(polarizer와 analyzer의 축이 기준 축과 이루는 각 β를 DIRECTION이라고 표시된 링의 반대편 눈금으로부터 읽고 부호와 함 께 기록한다. 그 다음 과정은 과정 3)과 같다.

 

5) 보정기에 나타는 수를 읽고 눈금측정그래프를 읽어 N값을 결정한다. 또는 그래프 상에 주어진 보정상수 d로 측정값을 나누면 된다.

 

6) 측정점의 주변형률 또는 주응력의 차이를

 

식을 사용하여 구한다.

 

 

 

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