はりのひずみ測定

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    材料力学実験
    はりのひずみ測定
    1.実験目的
    ひずみゲージの原理および,ひずみゲージを用いたはりの曲げひずみ測定法を修得する.材料力学で勉強した「はりの曲げ応力」が,実験から求めた値と同じになるか,実験を通して確かめる.実際の理論と実験との確認を行う.
    2.実験装置
    試験片:SS400ミガキ材,800×25×4mm(両端支持用)
        SS400ミガキ材,610×25×4mm(片持ち用)
    計測器:共和電業製汎用箔ひずみゲージ
    TYPE:KFG-10-120-C1-11L1M2R
    LOT No:Y3292S
    BATCH:342
    GAGE FACTOR:310±10%
    GAGE LENGTH:10mm
    GAGE RESISTANCE:119.6±0.4Ω
    東京測器研究所製ひずみ測定器
    はり構造力学試験装置
    その他:ノギス,スコヤ,罫書き針,接着剤,紙やすり
    実験装置の全体図を以下に示す
    3.実験理論
    (1)縦弾性係数E
    ただし,σ:曲げ応力     〔MPa〕
      E:縦弾性係数    〔GPa〕
      ε:ひずみ      〔μstrain〕
    M:曲げモーメント  〔N・m〕
      I:断面2次モーメント 〔m4〕
    Z:断面係数      〔m3〕
    とする.
    上記の式より縦弾性係数E〔GPa〕が求まる.
    (2)はりの曲げ応力σ
    はりの曲げ応力はひずみから求める方法と,曲げモーメントから求める方法がある.
    式(1)より,ひずみゲージから実際の曲げ応力を求められる.
    また,式(3)より,計算上の曲げ応力が求められる.
    (3)ひずみゲージ
    ひずみゲージはホイーストンブリッジ接続を利用し,被測定物の長さが変化するとひずみゲージの長さも同率で変化し,その際ひずみゲージの金属抵抗体の長さ,断面積が変化し,抵抗値も変化することを利用して被測定物のひずみを測定する.
    構造が単純で値段が安く,高精度のため応用範囲が広い.
    ※ホイーストンブリッジ接続
    図2の回路においてVG=0となるために,
    となるので,既知のR1 R2 R3よりRxが求まる.
    4.実験方法
    実験の流れは,材料の縦弾性係数を計測し,各はりのひずみと荷重の関係を求め,ひずみから求めた曲げ応力と,曲げモーメントから求めた曲げ応力が一致することを確かめる.
    4.1ひずみゲージの貼り付け
    (1)各試験片の寸法を測る.
    (2)試験片のひずみゲージを貼る部分にケガキをいれる.なお,今回は両端支持はりの支点間長が780mmであったため,130mmおきに5枚のひずみゲージを使用.片持支持はりの全長が610mmであったため,100おきに5枚のひずみゲージを貼り付けた.
    (3)ケガキを入れた周辺の汚れを紙やすりで落とす.
    (4)アセトンを含ませた脱脂綿で削り粉を落とす.
    (5)ひずみゲージの裏側に接着剤を1滴垂らし,試験片に貼り付ける.
    (6)60秒ひずみゲージの上をビニールで押さえる.
    (7)各試験片5枚ひずみゲージを貼り付ける.
    4.2縦弾性係数Eの測定
    (1)縦弾性係数の測定には両端支持はりを使用する.
    (2)はり構造力学試験装置にはりをセットする.
    (3)はりの中央部(390mm)のひずみゲージのコードをひずみ測定器の入力端子   1番に差し込む,この際片方はA端子に,他方はB端子とC端子にショートさせる.(図3参照)
    (4)はり中央部に錘フックを掛け,静止したらひずみ測定器のゼロ点あわせを行う.
    (5)500g,1000g,1500g,2000gそれぞれの荷重をかけ,ひずみを測定し,印刷する.
    (6)測定は二回行

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    材料力学実験
    はりのひずみ測定
    1.実験目的
    ひずみゲージの原理および,ひずみゲージを用いたはりの曲げひずみ測定法を修得する.材料力学で勉強した「はりの曲げ応力」が,実験から求めた値と同じになるか,実験を通して確かめる.実際の理論と実験との確認を行う.
    2.実験装置
    試験片:SS400ミガキ材,800×25×4mm(両端支持用)
        SS400ミガキ材,610×25×4mm(片持ち用)
    計測器:共和電業製汎用箔ひずみゲージ
    TYPE:KFG-10-120-C1-11L1M2R
    LOT No:Y3292S
    BATCH:342
    GAGE FACTOR:310±10%
    GAGE LENGTH:10mm
    GAGE RESISTANCE:119.6±0.4Ω
    東京測器研究所製ひずみ測定器
    はり構造力学試験装置
    その他:ノギス,スコヤ,罫書き針,接着剤,紙やすり
    実験装置の全体図を以下に示す
    3.実験理論
    (1)縦弾性係数E
    ただし,σ:曲げ応力     〔MPa〕
      E:縦弾性係数    〔GPa〕
      ε:ひずみ      〔μstrain〕
    M:曲げモーメント  〔N・m〕
      I:断..

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