[기초공학실험] 원통형 음료캔의 스트레�� 측정을 통한 압력용기 설계

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
알루미늄 원통형 음료캔을 개봉하였을 때 압력차로 인하여 발생하는 Strain을 Strain Gage를 통해 측정하여 표면응력(원주응력, 길이방향응력), 내부압력 등을 구한 뒤, 이론값과 비교하여 오차원인을 분석하고 원통형 압력용기 설계의 원리를 이해할 수 있다.

2. 배경이론
1) 응력과 변형률
(1) 응력(stress)
재료에 외력을 가했을 때 그 크기에 대응하여 재료 내에 생기는 저항력이다. 응력은 외력이 증가함에 따라 증가하지만, 재료 고유의 한도에 도달하면 외력에 저항할 수 없게 된다. 그때 재료는 파괴된다. 다음과 같이 나타낸다.

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2) 스트레�� 게이지
(1) 정의
Strain을 측정하기 위한 여러 가지 방법이 있는데, 그 중 가장 보편적인 방법은 Strain Gauge로 측정하는 것이다. Strain gauge는 기계적인 미세한 변화(strain)를 전기신호로 검출하는 sensor이다. Strain gauge는 기계나 구조물의 표면에 접착해 두면 그 표면에서 생기는 미세한 치수의 변화, 즉 strain을 측정하는 것이 가능하고, 그 크기로부터 강도나 안정성의 확인을 하는데 중요한 응력(Stress)을 알 수 있다. 스트레�� 게이지의 종류는 다음과 같은 다섯 가지로 분류할 수 있다.

1. 단축 게이지 (Single Strain Gauge)
가장 많이 사용되는 스트레��게이지며 보통 주응력(응력 발생 위치, 방향)을 알고 있을 때 사용하며 그리드가 하나이기 때문에 한 방향에 대한 측정만이 가능하다.

2. 2축 0°, 90° 게이지 (T-rosette Strain Gauge)
T-로젯 게이지라고도 불리며 보통 주응력과 그에 반대되는 부응력을 알고 있을 때 사용한다. 일반적으로 측정물의 포아송비를 구하고자 할 때 많이 사용된다.

3. 2축 비틀림 게이지 (Shear Strain Gauge)
보통의 스트레��게이지왿�는 다르게 그리드의 방향이 45° 방향으로 비틀어져 있는 형태이다.