알루미늄 시편(Al6061)에 Strain gage와 터미널을 부착한 후, 전선을 납땜하여 Portable Strain Indicator에 연결한 뒤 하중 변화에 따른 변형률을 측정한다. 실제 측정한 변형률을 토대로 응력을 계산하고 이론적 계산값과 비교하여 분석하는 실험이다.
Strain gage 원리
Strain Gage는 저항 소자의 길이 변화율과 저항의 변화율이 비례하는 특성을 응용한 것으로, 기계적인 미세한 변화를 전기신호를 통해 검출하는 센서이다. Strain Gage를 기계나 구조물의 표면에 부착해두면, 그 표면에서 생기는 미세한 치수의 변화인 Strain을 측정하는 것이 가능하다. 또한 그 크기로부터 강도나 안전성 확인을 하는데 중요한 응력을 알 수 있다. Strain을 측정하기 위해 시편과 Strain Gage를 완전히 부착시키면, 시편에서 발생하는 변형량은 변형량 감지 저항체에 그대로 전달된다.
실험 방법
1. 실험 과정
1) 새 알루미늄 시편에 붙어있는 테이프를 살살 뜯어낸다.
2) 고운 사포로 시편부분 중 Strain gage와 터미널을 부착할 부분, 그리고 가공 시 오절단된 부분을 갈아낸다. 그 부분들이 매끈해야 실험오차를 조금이나마 줄일 수 있다.
3) M PREP Conditioner A를 사용하여 작업할 면을 닦아내고, M-Prep Neutralizer 5A를 사용하여 작업할 면을 닦아낸다. 정확한 실험결과도출을 위해서는 작업 면에 이물질을 묻는 것을 최소화해야 한다.
4) 시편 가로축(짧은축)의 중심에 Strain gage와 터미널을 부착하기 위해 셀로판 테이프를 이용하여 위치를 맞춘다. 정밀하고 미세하게 부착하기 위해 면봉에 순간 접착제를 묻혀 부착한다. 실험에서 가장 중요한 것이 바로 시편중앙에의 섬세한 부착이라 할 수 있다.
5) 삼색전선의 양쪽 끝 피복을 적당히 벗겨낸다. 빨간색 전선 가닥은 시편 부착면의 왼쪽에, 나머지 두 전선 가닥은 시편 부착면의 오른쪽에 납땜한다. 납땜 시 전선이 합선되지 않도록 유의해야 한다.
6) Portable Strain Indicator의 전원을 켜고, 인디케이터의 맨 오른쪽 부분에 일렬로 있는 버튼에 전선을 연결한다. 빨간 피복이 씌어져 있는 전선은 빨간색에 연결하고, 나머지 전선은 표시 된 흰색과 노란색 중 색깔에 상관없이 연결한다.
7) 시편고정장치에 시편을 고정시킨다.
8) 회로의 Balanced conditon을 맞추기 위해 출력전압을 0에 맞춘다. 하중(힘)을 가하면 저항이 변하면서 Balance가 깨진다.
9) 하중을 0.2㎏부터 2㎏까지 0.2㎏씩 늘려가며 총 10번의 변형률을 측정한다. Portable Strain Indicator의 측정값이 하중의 미세한 흔들림에 따라 변하므로 순간적으로 잘 측정해야 한다.
10) 모든 측정값을 측정한 후 하중을 측정기에서 분리하고 실험 장치를 정리한다.
11) 이론값과 실제값을 계산하여 비교하고 분석한다.
[기계공학실험]변형률 측정 레포트
1. 실험 목적 가. 알루미늄 시편(Al6061)에 Strain gage와 터미널을 부착한 후, 전선을 납땜하여 Portable Strain Indicator에 연결한 뒤 하중 변화에 따른 변형률을 측정한다. 실제 측정한 변형률을 토대로 응
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