광탄성 실험[기계공학 응용실험]

목차

1. 실험 목적

2. 관련 이론
(1) 광탄성(Photoelasticity)
(2) 등경사선(Isoclinic Line)
(3) 등색선(Isochromatic Line)

3. 실험 장치

4. 실험 방법
(1) 주응력 크기 측정 (2) 주응력의 방향 측정

5. 실험 결과
(1) 실험 1
● 고찰
(2) 실험 2
● 주어진 조건과 계산식
※ 실험 계산식 ※ 이론 계산식
※ 실험치와 이론치의 오차
● 고찰

※ 참고 문헌

본문내용

받는 하중 L = 254mm,
= 15mm = 15 * = 0.015m = ⓐ100m 지점 M = Px = 102.54(N) * (0.254-0.100)(m) = 15.79Nm
ⓑ150m 지점 M = Px = 102.54(N) * (0.254-0.150)(m) = 10.66Nm
ⓒ200m 지점 M = Px = 102.54(N) * (0.254-0.200)(m) = 5.54N*m
※ 실험치와 이론치의 오차
ⓐ100m 지점 :
ⓑ150m 지점 :
ⓒ200m 지점 ;
● 고찰
불투명한 알루미늄 소재의 외팔보를 이용하여 광탄성 실험을 하였다. 앞의 실험에서는 빛이 바로 반사되었으나 이번 실험에서는 광탄성 플라스틱을 부착하여 빛을 반사시켜서 그 빛을 촬영하였다. X방향의 응력만 존재하기 때문에 모멘트에 비례하여 이론치의 응력을 계산할 수 있었다. 그러한 이론치의 응력값과 앞의 실험에서와 마찬가지로 Fringe Order를 이용한 실험치의 응력값을 서로 비교하여 둘 사이의 오차를 비교하여 보았다. 오차가 5.64% 이내로 눈으로 보고 표의 값을 찾아 계산을 한 것 치고는 오차값이 작게 나왔다고 생각한다. 오차의 원인으로는 하중을 주는 위치가 정확히 도심이 아니란 것과, 이번 실험에서는 비교적 정확한 것 같지만 눈으로 색깔을 구분하는 데 있어 오차가 발생할 여지가 클 것 같다.
6. 결론
고체 역학이나 소성 역학 시간에 배운 응력의 분포를 눈으로 직접 확인 할 수 있어서 좋은 경험이 되었던 것 같다. 전체적으로 이번 실험을 통하여 우리가 생각하고 이론적으로 배우고 하였던 것들이 실제로 만족하는가에 대한 의문을 떨쳐 버릴 수 있었다. 응력의 분포, 응력 집중, 외팔보에서 거리에 따른 응력값 등을 실제로 눈으로 봄으로써 작용하는 힘과 변형과의 관계를 더욱 많이 알 수 있었다.
광탄성 실험은 Fringe Order를 읽는 때에 색깔의 구분이 약간 모호하며, 빛을 통과시키는 시편만이 응력 분포를 알 수 있다는 데 단점이 있는 것 같다. 물론 두 번째 실험에서처럼 광탄성 플라스틱을 부착하는 방법이 있기는 하지만 상당히 까다로운 작업인 것 같다.
이번 광탄성 실험을 통하여 직접 응력의 분포를 눈으로 확인해 볼 수 있어서 좋았다.
※ 참고 문헌
- 기계공학 실험교재 편찬회 저, 기계공학응용실험, 청문각
- R.C,Hibbeler, 고체역학, 영한출판사
- Mechanics of Materials , James M. Gere

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