광탄성법을 이용한 곡선보 평판의 응력분포 해석

Analysis of Stress Distribution of a Curved Beam Using Photoelasticity

광탄성법을 이용하여 인장하중을 받는 곡선보의 중앙에서 하중축과 직교하는 일직선상에 축방향 응력성분을 측정하였다. 광탄성 데이터의 정밀 측정을 위하여 영상처리 시스템을 이용, 원래의 프린지를 명시야 배열과 암시야 배열의 등색선프린지로부터 2배로 증식시키고 세선처리를 하였다. 세선처리된 광탄성 영상으로부터 1/4차수(N=0. 1/4, 2/4. 3/4. 1, 5/4...)마다 프린지 차수를 읽을 수 있으므로 정확한 위치에서 정량적인 측정이 가능하다. 광탄성 실험에서 곡선보의 인장 하중을 3종류로 변화하였을 때 이론식에 의한 응력분포와 일치하는 경향을 나타냈으나, 장탄성법에 의한 측정결과는 이론값과 8%이내의 차이가 나타났다. 이러한 원인은 광탄성 시험편 가공시 하중축과 치수가 이론식에 적용된 조건과 다소 상이한 것으로 판단되며, 정밀하게 가공된 시험편을 사용하여 측정할 경우 실험에 의한 오차는 감소될 것으로 추정된다. 이 실험으로부터 광탄성법에 의한 응력측정시 프린지 증식 및 세선처리 기법을 적용할 경우 정밀한 응력측정이 가능함을 확인할 수 있었다.

This paper describes the stress analysis of a curved beam by using photoelasticity. In order to measure accurate isochromatic fringe orders at certain locations. fringes are doubled and sharpened by digital image processing. After fringe multiplication and sharpening. fringe orders can be read as a quarter order interval (N=0, 1/4, 2/4, 3/4,...). The results obtained from photoelastic experiment are compared with those calculated by using theory. Two results are agreed well even though there are some scatter bands with maximum 8 percent for the results of photoelastic measurements and theoretical calculation. Difference may be occurred due to the slight misalignment of the direction to which axial load is applied in photoelastic experiment. It is confirmed that accurate measurement of stress distribution can be possible by using the techniques of fringe multiplication and sharpening in photoelasticity.