Material Stress Fringe Constant Measurement of Specimen under Pure Bending Load by Use of Photoelastic Phase Shifting Method

In a photoelastic experiment, it is necessary to know the material stress fringe constant of the photoelastic specimen to determine the stresses from the measured isochromatic fringe orders. The material stress fringe constant can be obtained using a simple tension specimen and/or a circular disk under diametric compression. In these methods, there is generally a need to apply numerous loads to the specimen in response to the relationship of the fringe order. Then, the least squares method is used to obtain the material constant. In this paper, the fringe orders that appear on a four-point bending specimen are used to determine the fringe constant. This method requires four photoelastic fringes obtained from a circular polariscope by rotating the analyzer to 0, ${\pi}/4$, ${\pi}/2$, and $3{\pi}/4$ radians. Using the four-point bending specimen to determine the material stress fringe constant has an advantage because measurements can be made at different locations by applying a constant load. The stress fringe constant measured with this method is within the range suggested by the manufacturer of the photoelastic material.

광탄성 위상이동법을 이용한 순수굽힘보 시편의 재료 응력 프린지 상수 측정

광탄성 실험법에 의해 측정된 등색프린지 차수를 응력으로 변환시키기 위해서는 광탄성 재료 응력 프린지 상수를 알아야 한다. 광탄성 재료 응력 프린지 상수는 단순 인장시편 또는 압축하중을 받는 원형디스크를 이용하여 측정하는 방법 등이 있다. 이들 방법에서는 시편에 여러 하중을 가하여 하중에 응답하는 프린지 차수의 관계를 최소자승법 등을 이용하여 재료 상수를 결정한다. 본 논문에서는 4점 굽힘 시편에 하중을 가하여 나타나는 프린지로부터 재료 응력 프린지 상수를 결정하였다. 4점 굽힘 시편의 순수 굽힘 구간에서는 주응력 방향이 일정하므로 4단계 위상이동법의 적용이 가능하다. 이 방법은 원형편광기에서 검광판을 0, ${\pi}/4$, ${\pi}/2$, 그리고 $3{\pi}/4$ 라디안 회전시켜 얻은 4개의 광탄성 프린지를 필요로 한다. 4점 굽힘 시편을 이용한 재료의 프린지 상수를 결정하는 방법에서는 일정 하중을 가하여 서로 다른 위치에서도 측정할 수 있는 장점이 있다. 이 방법으로 측정된 재료 응력 프린지 상수는 제조회사에서 제시한 범위이내에 분포하였다.