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응력과 변형률 선도에 대해 조사하시오.

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by

태관 김

on 19 May 2016

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Transcript of 응력과 변형률 선도에 대해 조사하시오.

응력과 변형률 선도
변형률
변형률이란 어떤 재료에 인장이나 압축 하중 등 외력을 가하게 되면 재료에 변형이 발생하게 되는데 이 변형 량과 원재료와의 크기의 비를 변형률이라고 한다.
감사합니다.
제작 : 노진서


자료 수집 : 신성한, 김준혁, 손 혁, 박상빈, 김태관, 노진서


발표자 : 신성한, 손 혁, 김태관, 노진서

재료의 강도를 조사하기 위하여 규격화된 시험편을 만들어 만능시험기에 설치한 후 하중을 0에서부터 천천히 증가시켜 파손될 때 까지 가하면서 세로축은 하중을, 가로축은 변형을 취하여 그린 선도이다.
응력
응력이란 재료에 압축, 인장, 굽힘, 비틀림 등의 하중
(외력)을 가했을 때, 그 크기에 대응하여 재료 내에
생기는 저항력을 응력이라 한다.
변형률의 종류
변형률에는 세로변형률(종 변형률, 길이 변형률), 가로 변형률(횡 변형률, 직경 변형률), 전단 변형률, 체적 변형률
체적 변형률
응력의 종류
응력은 총 인장응력(Tensile stress), 압축응력(Compressible Stress), 전단응력(Shear Stress), 굽힘 응력(Bending Stress)가 있다.
조원 : 노진서 201616513
신성한 201616522
김태관 201616511
김준혁 201616510
손 혁 201616521
박상빈 201616516

응력과 변형률 선도
인장 응력
어떤 재료에 인장하중이 작용했을 때 단위면적에 작용하는 힘이나 하중
단위: kg/㎠
압축 응력
어떤 재료에 인장하중이 작용했을 때 단위면적에 작용하는 힘이나 하중
단위: kg/㎠
전단 응력
어떤 재료에 전단하중이 작용했을 때 단위면적에 작용하는 힘이나 하중
단위: kg/㎠
굽힘 응력
어떤 재료에 굽힘 하중이 작용했을 때 단위 면적에 작용하는 힘이나 하중 단위: kg/㎠
비틀림 응력
어떤 재료에 비틀림 하중이 작용했을 때 단위 면적에 작용하는 힘이나 하중 단위: kg/㎠
세로 변형률
(종 변형률, 길이 변형률)
가로 변형률
(횡 변형률, 직경 변형률)
전단 변형률
O~E: 탄성변형구간
- 탄성변형 : 시험편에 가한 하중이 적을 때 하중을 제거하면 변형은 원래의 길이로 돌아가는 변형을 탄성 변형이라 한다.

- O에서 E점까지는 응력과 변형률이 비례하나, E점 이상에서는 응력과 변형률의 비례성은 존재하지 않는다. 그러므로 E점에서의 응력을 비례한도라고 한다. 한계 하중을 원래의 단면적으로 나눈 값으로 계산한다.

- OE구간에서의 직선 경사률을 비례정수 E를 탄성 계수(Elastic modulus) 혹은 영 계수(Young's modulus)라 하며 재료 상수이다.
E↑: 소성변형
- 탄성한도 이상으로 응력이 증가하면 응력을 제거하여도 변형이 완전히 없어지지 않고 남는다.
이것을 잔류 변형이라 하며 시간이 지나면 다소 없어지면서 그대로 변형이 남아있게 되는데 이를 영구변형 또는 소성변형이라 한다.
Yu ~ Yl : 항복구간
- 비례한도 이상으로 하중이 증가함에 따라 변형률은 응력의 증가량에 비해 빨리 증가한다. 즉 응력 변형률 선도의 기울기가 작아짐

- 항복: Yu 점에서 수평이 되며, 인장력(하중)의 증가 없이도 상당한 늘음이 발생한다. 이러한 현상을 항복이라고 한다.
Yu점에서의 응력을 항복응력이라 한다. 흔히 항복점이라고 한다.

- 항복영역에서의 늘음 량은 탄성변형의 10~15배 정도이다.
Yl ~ U : 변형경화구간
- 재료의 결정구조변화로 저항력이 증가하게 된다.

- 극한응력 : 하중의 최댓값에 도달하는 H점에서의 응력을 극한응력이라고 한다. 이 점을 지나면 시험편의 일부에 국부적인 수축이 생기면서 하중도 감소하면서 재료는 파단 된다. 극한응력도달 후에는 부재가 견딜 수 있는 전하중이 실제로 감소하는데, 이는 단면적의 감소에 의한 것이지 재료의 강도 손실에 의한 것은 아니다.

- Yl점까지는 단면적 감소량이 적으나 Yu점을 지나서는 단면적 감소로 인해 선도에 변화가 생긴다.
U ~ F : 네킹구간
- 극한응력부근에서부터 Necking이 일어나며 단면적
감소가 현저하다.
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