• 제목/요약/키워드: 스트레인

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스트레인 게이지를 이용한 응력 측정 및 응용 (Stress Measurements Using Strain Gages)

  • 강대임
    • 기계저널
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    • 제33권7호
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    • pp.661-670
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    • 1993
  • 스트레인 게이지를 이용한 응력측정 방법 및 응력 측정시의 오차 발생의 원인에 대해서 설명하 였고 현재 많이 사용되고있는 스트레인 게이지식 로드셀의 원리 및 구조에 대해서도 설명하였다. 스트레인 게이지를 이용하여 변형도를 측정할 경우 1% 이내의 정확도를 유지하는 것이 가능하나 측정된 변형도로부터 응력을 계산할 경우 재료상수들의 부정확성으로 인하여 5% 정도의 오차가 발생할 수 있다. 스트레인 게이지를 이용한 응력 측정값은 부착위치에서의 값이므로 구조물의 최대 응력을 측정하고자 할 경우 구조물의 응력 상태를 제대로 파악하지 못하면 큰 오차가 발 생할 수 잇다. 따라서 정확한 측정을 위해서는 정확한 게이지 작업 기술과 함께 하중에 대한 대상물의 거동을 파악하는 기술 습득이 요구된다. 스트레인 게이지식 로드셀을 직접 설계 및 제작하기 위해서는 용량, 정밀도, 설치 공간, 사용조건 등을 고려하여 감지부의 형상, 감지부의 재질, 스트레인 게이지의 종류, 부착 방법, 보상회로 구성방법, 보호 케이스의 부착 여부 등을 결정하여야 하고 제작이 완료된 후 힘 표준기 등으로 교정검사를 실시하여 사용하여야만 정확한 측정을 기대할 수 있다.

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퓨리에 변환 격자법을 이용한 스트레인 속도분포의 해석 (Analusis of Strain Rate Distribution using Fourier Transform Grid Method)

  • 양인홍
    • 한국정밀공학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.135-141
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    • 1993
  • 고속으로 변형을 받는 재료의 변형 강도는 정적인 부하를 받는 경우와는 다르며 이 고속 현상을 해석하기 위해서는 시간적, 공간적 변화를 조사할 필요가 있다. 일반적으로 스트레인 속도를 구하는 데는 스트레인 게이지를 이용하고 있지만, 고무와 같은 대변형을 하는 물체에서는 정확한 데이터를 얻기가 곤란 하므로 스플라인 함수를 이용해서 보간 작업을 해야 한다. 그래서, 최근에는 스트레인 속도를 구하는 방법 으로 격자법, 모아레법, 광탄성법 등이 이용되고 있다. 재료의 변위 분포를 구하는 데는 격자법이 잘 이용 되어지고 있지만 스트레인 속도 분포의 해석의 정도에 문제가 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는, 고속으로 변형하는 물체의 형상을 역학적으로 해석하기 위해 고속도 카메라로 촬영을 하고 그 때 얻어진 격자 화상을 퓨리에 변환 격자법을 이용해서 위상을 구하고 스트레인 속도 분포를 해석했다.

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금속 외팔보에 접착된 박막 실리콘 스트레인 게이지의 제작 및 성능 평가 (Fabrication and Performance Evaluation of Thin Polysilicon Strain Gauge Bonded to Metal Cantilever Beam)

  • 김용대;김영덕;이철섭;권세진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권4호
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    • pp.391-398
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    • 2010
  • 금속은 가공성이 우수하기 때문에 다양한 형태의 구조물이나 격막을 제작할 수 있다. 이런 금속 구조물이나 격막에 민감도가 월등히 우수한 실리콘 스트레인 게이지를 적용할 경우 그 응용 범위가 다양해질 수 있다. 이에 금속구조물에 다결정 실리콘 스트레인 게이지를 접착한 형태의 센서를 제안하였다. 실리콘 기판을 이용해 박막형 다결정 실리콘 스트레인 게이지를 제작하기 위한 제작공정을 확립하였으며, 제작된 실리콘 스트레인 게이지를 금속 변형부 위에 접착하기 위한 접착공정을 확립하였다. 이후 금속 외팔보에 실리콘 스트레인 게이지를 글래스 프릿 접착하여 성능평가를 실시하였다. 성능평가 결과 게이지팩터는 34.0 의 값을 가졌으며, TCR(Temperature Coefficient of Resistance)은 $-328\;ppm/^{\circ}C$의 값을 가졌다.

그래핀을 이용한 투명 변형율 센서

  • 배상훈;이영빈;김재현;안종현
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.91.1-91.1
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    • 2012
  • 그래핀의 우수한 기계적 물성에 관한 연구가 보고된 이후 그래핀의 기계적 특성을 이용한 다양한 어플리케이션에 관한 연구가 진행되고 있다. 기계적 특성을 이용한 다양한 어플리케이션 중 가장 대표적인 것은 발생한 스트레인을 측정하는 스트레인 게이지일 것이다. 때문에 본 연구에서는 다양한 기계적 활용 방안 중 스트레인 게이지를 목표로 그래핀을 이용한 스트레인 게이지의 가능성에 관한 실험을 진행하였다. 먼저 그래핀 내에서의 Piezo-resistive 효과에 관한 기초 테스트를 진행을 통해 그래핀의 gauge factor 수치가 2.5가량이 나옴을 확인하였다. 이 때 사용된 그래핀의 경우 Ni 촉매층을 이용하여 CVD 장비를 이용하여 사용되었고 7%의 투과도를 보였다. 추가적으로 이 같은 그래핀의 Piezo-resistive 특성을 이용하여 우리는 두 종류의 변형률 센서를 제작하였다. 한 가지는 기존의 단일 게이지의 경우 미리 지정된 방향의 변형률 정도만을 측정할 수 있다는 단점을 극복하기 위한 rosette 형태의 스트레인 게이지를 제작함으로써 변형률 뿐만 아니라 표면에서 발생하는 주변형률의 방향을 측정할 수 있었다. 또한 제작된 스트레인 센서를 장갑위에 부착 함으로써 다가올 입는 형태의 전사소자에 응용이 가능한 모양의 변형률 센서 제작에 성공하였다.

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군 무기체계에 적용되는 4 축 스트레인-게이지의 오차에 대한 신호처리 소프트웨어 기법 (A Signal Processing Software Technique for the Tolerance of the 4 Axis Strain-gauge Sensors applied to the Military Weapon System)

  • 이영준;이종호
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.185-194
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    • 2023
  • 군 무기체계에 널리 적용되는 4축 스트레인 게이지는 열악한 온도와 진동조건에서 운용되기 때문에 오차가 커지게 되고, 오동작을 일으킬 수 있다. 이를 개선하기 위해 본 논문에서는 군 무기체계에 적용되는 4축 스트레인 게이지의 오차에 대한 신호처리 소프트웨어 기법을 제안한다. 첫째, 주위 온도에 따른 스트레인-게이지의 오차와 신호처리회로의 오차를 평가하고 분석하였고, 둘째, 스트레인-게이지의 오차를 개선할 수 있는 불감대 영역과 오프셋 영역의 처리에 대한 소프트웨어 기법을 제안한다. 소프트웨어 기법을 적용한 실험결과는 온도시험과 운용시험에서 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다. 따라서, 제안한 소프트웨어 기법은 타당하므로, 스트레인-게이지를 사용하여 시스템을 설계할 때 주위 온도와 진동에 따른 오차 개선에 유용한 정보로 사용될 수 있다.

의료용 초음파 스트레인 영상 시스템의 실시간 구현 (Real-Time Implementation of Medical Ultrasound Strain Imaging System)

  • 정목근;권성재;배무호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.101-111
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    • 2008
  • 의료용 초음파 영상 시스템에서 스트레인 영상 기법은 병변 주위의 조직보다 단단한 성질을 가지는 암이나 종양을 영상화할 수 있다. 준정적인 압축(quasistatic compression) 방법을 이용하여 스트레인 영상을 얻는 방법은, 조직에 변형을 가하기 전의 초음파 신호를 기준으로 하여 변형을 가한 후에 얻어진 초음파 신호 사이의 변위를 계산하고, 이를 공간 미분하여 스트레인을 구한다. 본 논문에서 변위의 계산은 복소 기저대역 신호의 자기상관(autocorrelation)을 계산하여 위상차로부터 구하고, 위상차를 시간 혹은 거리로 변환할 때 발생하는 오차를 중심주파수 편차를 보상하여 줄였다. 조작자의 손 움직임의 영향을 줄이기 위해 모든 스캔라인의 변위를 정규화시키는 알고리즘을 적용하여 균일한 스트레인 영상을 얻었다. 제안한 스트레인 영상 기법을 초음파 영상 진단기에서 실시간 동작하도록 구현하였다.

스트레인 게이지를 이용한 맥파 검출 시스템의 구성 (Construction of The Mac Wave Detection System using Strain Gage)

  • 이종호
    • 전자공학회논문지T
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    • 제36T권4호
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    • pp.88-93
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    • 1999
  • 본 논문에서는 한방의료에서 인체 전신의 상태를 파악하는데 주요한 요소인 맥파를 과학적으로 관찰하고자 스트레인 게이지를 이용하여 맥파를 검출하는 새로운 시스템을 구성하였다. 스트레인 게이지는 센서의 변형에 대해 선형적으로 고유한 저항값이 변화되므로 손목에서 맥의 변화는 스트레인 게이지를 이용하여 맥파의 파형으로 검출할 수 있다. 맥파 검출 시스템의 구성에서 스트레인 게이지로부터 발생된 저항변화값을 검출하기 위해 정밀 브리지회로와 고감도 증폭회로를 설계, 제작하였으며 이 시스템으로 미세한 맥의 변화를 상응하는 전압파형으로 출력시킨다. 구성된 시스템을 이용하여 6인의 맥을 직접 검출하고 시간영역과 주파수 영역에서 맥의 특성을 관찰하므로써 본 연구에서 구성된 맥파 검출 시스템의 과학적인 효용성을 입증하였다.

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MoS2 - SiC 헤테로 구조와 양축 스트레인을 통한 직접 밴드갭 유도와 전기적 특성

  • 김도연
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2017년)
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    • pp.496-498
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    • 2017
  • $MoS_2$ 단분자층에 SiC 단분자층을 결합하여 헤테로 구조를 만들고 여기에 양축 스트레인을 가하여 분석하였다. 그 결과 1% 이상의 인장 스트레인이 가해질 경우 직접 밴드갭이 유도 되었으며 압축 스트레인에 비하여 인장 스트레인이 가해졌을 때 벤드갭의 변화가 컸다. 따라서 다음 헤테로 구조에 가해지는 인장 스트레인에 따라 변화되는 전자기적 특성은 광학 소자등의 다양한 분야에 활용할 수 있을 것이다.

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地下鐵 電動車 構造强度에 관한 硏究 -第1報 이론적해석-

  • 염영하;신영기;조선휘;이장무;이교일
    • 기계저널
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    • 제22권1호
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    • pp.53-61
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    • 1982
  • 최근년의 철도차량의 동향을 살펴보면, 고속경량화와 더불어 차체강도 및 진동특성 등이 중요 시됨에 따라 안전운행을 위하여 제작된 차량의 실제강도가 설계치의 허용범위내에 있어야 하 므로, 우리나라에서도 차량안전성차량을 위하여 전기제한 스트레인 게이지를 이용한 능력해석을 개발하여 성능평가에 도입할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 선진외국과 같은 방식의 스트레인 게이지 법을 사용하여 전동객차의 차체 및 대동수 측정에는 가속도계와 스트레인 게이지를 transducer 로 사용하여 진동특성을 기록 및 분석하고, 안정성을 평가하였다.

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