스트레인게이지 부착·측정 지원
— 자동차 언더커버 변형 측정
자동차 언더커버(하부커버) 부품에 3축 로젯 스트레인게이지를 부착하고 단계별 하중을 걸어가며 변형률을 측정, 동시에 3D 스캐너(트래커)로 실제 처짐 변위를 측정·비교한 현장 계측 사례입니다. 사출 재질·두께별 스트레인 비교 시험도 함께 진행했습니다.
동시 산출 게이지
다중 포인트 부착
3D 스캐너·트래커
시편 비교 시험
시험 개요
자동차 언더커버는 차량 하부를 감싸 공력·방음·이물질 유입 방지 역할을 하는 사출 성형 부품으로, 주행 중 노면 충격과 다양한 하중을 지속적으로 받습니다. 설계 단계에서 예측한 변형·응력이 실제 부품에서도 안전 범위 내에 있는지 검증하기 위해, 언더커버에 단계별 하중을 걸어가며 스트레인게이지로 변형률을 측정하고 3D 스캐너(트래커)로 전체 처짐 변위를 동시에 측정·비교했습니다.
언더커버에 하중을 점차 증가시키며 각 단계에서의 변형률·처짐을 기록합니다.
부위별 응력 집중이 예상되는 5개 지점에 3축 로젯 스트레인게이지를 부착했습니다.
국부 변형률(스트레인게이지)과 전체 형상 변화(3D 스캐닝)를 함께 측정해 상호 비교합니다.
여러 재질과 두께 조합별 시편으로 동일 하중 조건의 스트레인 차이를 비교했습니다.
3축 로젯 데이터로 주응력·주스트레인·주응력 각도를 계산해 실제 응력 방향을 파악합니다.
차종·부위별로 다른 언더커버 형상과 고정 구조에 맞춰 게이지 위치·지그를 개별 설계했습니다.
3축 로젯 스트레인게이지 부착
언더커버는 하중 방향이 한 방향으로 고정되지 않는 판상 부품이므로, 표면 실제 응력 방향(주응력 방향)이 예측과 다를 수 있습니다. 0°·45°·90° 3개 그리드를 갖는 3축 로젯 게이지를 응력 집중이 예상되는 5개 포인트에 부착해, 각 지점의 세 방향 스트레인을 동시에 취득했습니다. 표면 연마·세척 후 정확한 위치에 게이지를 압착하고, 리드선을 배선·보호 처리한 뒤 커넥터로 정리해 DAQ 시스템에 연결했습니다.
3D 스캐너(트래커)를 이용한 처짐 변위 측정
스트레인게이지가 부착 지점의 국부 변형률을 정밀 측정하는 반면, 3D 스캐너·트래커(레이저 트래커 + 스캔 프로브)는 부품 표면 전체의 3차원 좌표를 하중 단계별로 스캔해 형상 변화(처짐·변위)를 입체적으로 파악합니다. 두 방법을 동시에 적용해 국부 응력 집중 지점과 전체 형상 변화 경향을 상호 검증했습니다.
| 구분 | 스트레인게이지 | 3D 스캐너·트래커 |
|---|---|---|
| 측정 대상 | 부착 지점의 국부 변형률(스트레인) 및 계산된 응력 | 부품 표면 전체의 3차원 형상·처짐 변위 |
| 장점 | 고정밀·고속 실시간 측정, 주응력 방향까지 산출 가능 | 비접촉으로 전체 형상 변화를 한 번에 시각화 |
| 한계 | 게이지가 부착된 지점 외 정보는 알 수 없음 | 특정 지점의 응력·변형률 수치는 직접 제공하지 않음 |
| 시너지 | 국부 응력 집중 지점(스트레인게이지)과 전체 형상 변화 경향(3D 스캐닝)을 함께 분석해 종합적인 변형 거동을 검증 | |
사출 재질·두께별 스트레인 비교 시험
언더커버는 차종·부위별로 다양한 재질과 두께 사양이 적용됩니다. 동일한 하중 프로파일로 재질·두께 조합별 시편에 스트레인게이지를 부착해 비교 시험을 진행, 재질 대체나 두께 최적화가 강도 여유에 미치는 영향을 정량적으로 확인했습니다.
측정 데이터 및 결과
각 포인트(1~5)의 3축 로젯 게이지(예: 1-1~1-3, 2-1~2-3 등)에서 취득한 스트레인 원신호를 시간축으로 기록하고, 하중 단계별 최대·최소 스트레인과 주응력·주스트레인·주응력 각도를 함께 산출했습니다.
채널별 스트레인 원신호 (µε, 시간축)
하중 단계별 최대 스트레인 값
하중 단계별 최소 스트레인 값
3축 로젯 계산으로 도출한 주응력
3축 로젯 계산으로 도출한 주스트레인
실제 응력이 작용하는 방향(각도)
※ 각 그래프는 5개 포인트 × 3축 로젯(총 12~15채널)의 스트레인(µε)을 시간(s)에 따라 나타내며, 서로 다른 하중 조건에서의 변형 거동을 비교합니다.
자주 묻는 질문
스트레인게이지 부착·측정 출장 지원 문의
씨앤디테크는 자동차 부품을 비롯한 다양한 산업 분야의 스트레인게이지 부착, 3축 로젯 게이지 응력 해석, DAQ 시스템 연동, 3D 스캐닝 병행 측정까지 시험 설계부터 데이터 분석·보고서 작성까지 원스톱으로 지원합니다.
관련 기술자료 → 스트레인게이지 원리·선정 · 스트레인게이지 부착 방법 · DAQ 시스템 가이드 · 3축 로젯 게이지 적용 사례(PCB)