건설재료실험 1축 정적변형률 측정 시험

소개글

건설재료실험 1축 정적변형률 측정 시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

구조물의 성능 평가
구조물의 안전진단
계측
구조물의 건전성 평가방법
정적실험의 적용 범위
스트레인 게이지
스트레인 게이지의 설치 위치 및 주의 사항
Hooke의 법칙
응력
스트레인 게이지 계측 값에 의한 변형률과 응력 및 탄성계수
1축 정적 변형률 측정 시험 방법

본문내용

고체의 어떠한 변형에 대해서도 성립한다. 그러나 금속 중 구리와 주철의 경우, 힘과 변형 사이에는 비례부분이 없기 때문에 비례한계가 없다. 훅의 법칙을 응용한 계기로는 용수철저울을 비롯하여 여러 탄성압력계 등이 있다.
한편, 물체에 작용하는 추(하중)에 의해 내부에 생기는 응력(변형력)과 변형과의 관계를 나타내는 선도를 응력-변형도 라고 한다. 이 선도는 물체의 탄성한계 ·항복점 ·극한강도 ·신장률 등 재료가 가지는 기계적 성질을 조사하는 데 이용한다.
응력
(1) 압축응력 (Beam의 L/4지점 상단 부)
보 중앙에 하중 P가 가해질 때 L/4 지점에서의 bending moment(M)은 M=PL/8이다. 임 의의 한 지점에서 응력과 모멘트의 관계는 σ = -My/I 이다. 그러므로 보 중앙에 하중 P가 가해질 때의 L/4 지점의 응력 σ = -PLy/8I 이다.
(2) 인장응력 (Beam의 L/2지점 하단 부)
보 중앙에 하중 P가 가해질 때 L/4 지점에서의 bending moment(M)은 M=PL/4이다. 임 의의 한 지점에서 응력과 모멘트의 관계는 σ = -My/I 이다. 그러므로 보 중앙에 하중 P가 가해질 때의 L/4 지점의 응력 σ = -PLy/4I 이다.
스트레인 게이지 계측 값에 의한 변형률과 응력 및 탄성계수
강재의 응력-변형률 곡선
A: 비례한도 (proportional limit) - Hooke\'s law가 적용되는 구간으로 응력과 변형이 비례하는 구간.
B: 탄성한도 (elastic limit) - 탄성을 유지하는 범위로 하중을 제거하면 변형도 O까지 돌아오는 구간.
C: 상항복점 (upper yielding point) - 부재가 항복하며 영구변형이 발생하는 구간.
D: 하항복점 (lower yielding point) - 하중의 증가 없이 변형이 일어나는 구간.
E: 변형률 경화 (strain hardening) - 변형이 일어나면서 응력이 증대되는 구간.
F: 극한강도 (ultimate strength) - 최대응력을 발휘하는 점
G: 파단점 (breaking point, rupture) - 파괴가 일어나는 점
하중 변화에 따른 측정값이 곧 변형률이 되며(∵Strain Gage : 변형률 측정 게이지), 각각의 실험상황에 맞는 응력은 구조해석에 의한 분석에서 구한 각각의 응력과 같다. 탄성계수 E는 E = σ/ 라는 식을 통해 구한다.
1축 정적 변형률 측정 시험 방법
1. 실험부재(강봉)의 치수 측정 및 Beam System 결정
2. 실험부재에 Strain Gage 부착
3. 실험부재 설치 및 게이지와 측정 기기의 연결
4. 측정 - 실험 부재의 하중 재하지점에 하중을 재하 시키면서 계측 값을 측정, 기록
5. 측정 결과 분석
(1) 측정된 변형률을 이용하여 실험부재에 작용하는 변형률, 응력, 탄성계수 구함
(2) 계측 결과를 이용하여 구조해석을 위한 해석 방법의 타당성을 검증
(3) 내하력을 산정하기 위한 보정계수 산정의 자료로 이용
(4) 하중 증가에 따른 σ-ε곡선을 도시하고 탄성계수 추정

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