안녕하십니까? 구조해석측정팀입니다.

 

응력변형률 선도와 스트레인게이지에 관계에 대해 설명 드리겠습니다.

자세한 문의사항은 구조해석측정팀에 문의 바랍니다.


응력변형률 선도에서 O A B C H F 가 나타내는 응력은 각 하중을 시험편의 최소단면적으로 나눈 값이고, 비례한도 탄성한도 항복점 극한강도 등은 이 실선에 의한 응력으로 나타내는 값으로 공층응력-변형률 선도라 한다.

그러나 실제는 시험편 길이의 증가와 더불어 단면적은 점차 감소하여 항복점까지는 그변화가 대단히 적지만, 항복점을 넘으면 단면적의 감소가 커져서 국부수축현상이 나타나 급격한 단면적의 감소가 나타난다. 각 하중을 감소되는 단면적으로 나눈 값을 진응력이라하고, 이때의 선도 C H' F'(점선으로 표시)를 진응력-변형률선도라 한다.

알루미늄과 같이 재료가 뚜렷한 항복점이 나타나지 않고 비례한도를 지나 큰 변형이 일어날 때는 좌측그림과 같이 0.2%만큼의 변형률을 오프셋시켜 응력-변형률 곡선의 선형부분에 평행한 직선을 그어 응력-변형률 곡선과의 교점을 항복응력으로 정의한다. 이값을 내력이라고도 부른다.

아래그림에서 항복점을 넘은 B점까지 하중을 가했다가 제거하면 응력과 변형률은 직선 OA와 평행으로 BC선에 따라 감소하고, 하중이 영이되면 C점에 달한다. 이때 OC를 잔류변형률 또는 영구변형률이라한다. 하주이 제거된 C점에서 다시 하중을 가하면 C점에서 B점으로 선형 거동을하므로 재료는 전보다 높은 비례한도와 항복응력이 나타나게 된다. 그러나  연성은 감소된다.

대부분 스트레인게이지는 탄성한도 내에서 사용할때 측정값을 신뢰할 수 있으며 게이지의 종류 및 설치 방법에 따라 3~5% 또는 20% 의 변형률 까지도 측정이 가능하다.