항복 강도란, 재료에 힘을 가했을 때 원래의 상태로 돌아갈 수 있는 최대 응력을 말합니다. 재료에 스트레스를 가하면 일정 범위 안에서는 회복 가능한 변형이 일어납니다. 그리고 항복 강도가 넘으면 회복이 불가능한 소성 변형으로 변화합니다. 즉, 항복 강도보다 높은 응력의 결과로 발생하는 변형은 영구적입니다. 탄성 변형의 선형성에 대한 항복 강도는 응력과 변형의 비례 관계에서 벗어나지 않고 달성 가능한 최대 응력으로 정의됩니다. 이 점을 초과하면 추가된 하중이 거의 또는 전혀 증가하지 않고 큰 변형이 관찰됩니다. 항복 강도는 N/m 또는 파스칼로 측정됩니다. 재료의 항복 강도는 인장 시험을 사용하여 결정됩니다. 테스트 결과는 응력-변형 곡선을 그려집니다. 응력-변형 곡선이 비례에서 분리점에서의 응력은 재료의 항복 강도입니다. 일부 플라스틱의 변형은 선형 탄성이며, 최대 강도에 도달하면 재료가 파괴됩니다. 응력-변형 곡선에서 특정 재료의 정확한 항복점을 정의하는 것은 어렵습니다. 이것은 이러한 재료가 급격한 곡선을 보이지 않기 때문입니다. 오히려 항복 강도의 시작은 범위에서 발생합니다. 따라서 항복 강도의 표현으로 내력을 사용하는 것은 실용적입니다. 내력 응력은 응력-변형 곡선의 직선 탄성 영역에 평행 한 소성 변형률의 0.2%에 선을 그려 측정합니다. 이 선이 곡선을 가로지르는 지점의 응력이 증명 응력입니다. 재료의 항복 강도는 특정 재료 공정에 의해 증가될 수 있습니다. 극한 인장 강도 또는 극한 강도로 표시되는 인장 강도는 재료가 파손되거나 파손되기 전에 늘어나는 동안 견딜 수 있는 최대 응력을 말합니다. 인장 강도는 단위 면적당 힘의 크기이므로 일반적으로 평방 인치 단위로 표시되며, 대부분의 경우 psi로 축약됩니다. 인장 강도 이하의 응력이 제거되면 재료는 완전히 또는 부분적으로 원래의 모양과 크기로 돌아갑니다. 그러나 응력이 인장 강도 값에 도달하면, 이미 소성적으로 유동하기 시작한 재료가 연성을 가진 경우 넥(neck)이라고 하는 수축 영역을 형성하여 파단됩니다. 재료의 인장 강도는 인장 시험을 사용하여 결정됩니다. 이것은 시험 후 그려지는 응력-변형 곡선의 최고점입니다. 인장 강도는 공식 f = Pf / Ao 을 사용하여 결정할 수 있습니다. 여기서 Pf는 파괴 시의 하중, Ao은 원래의 단면적, f는 인장 강도입니다. 재료의 인장 강도는 제어된 표준 시험 조건에서 특정 값임을 유의하는 것이 중요합니다. 그러나 실제 응용 프로그램에서는 인장 강도는 온도에 따라 달라집니다. 섭씨 100도에서 구리의 인장 강도는 상온에서 220 Mpa에서 209 Mpa로 떨어집니다. 이러한 변화는 안전율을 사용하여 보정됩니다. 안전율은 일반적으로 설계 고려 사항으로는 원래의 인장 강도의 일부입니다. 항복 강도는 소성 변형의 지점에서 측정되지만, 인장 강도는 파괴점으로 측정됩니다. 연성 재료로 만들어진 구조의 설계 고려 사항에서 인장 강도가 사용되는 경우는 거의 없습니다. 이러한 재료가 인장 강도에 도달하기 전에 상당한 변형을 받을 것이기 때문입니다. 오히려 연성 재료는 항복 강도가 고려되어 취성 재료는 인장 강도가 사용됩니다. 디자인을 고려할 때, 인장 강도는 축 하중에 대해서만 분석됩니다. 다축 응력 상태는 항복 강도 분석에서 추정됩니다. 재료의 변형은 항복 강도를 초과한 후 발생하고, 인장 강도는 변형이 일어난 후에 도달합니다. 취성 재료에서는 인장 강도는 최소 항복 또는 항복 없이 달성됩니다. 인장 강도는 일반적으로 특정 재료의 항복 강도보다 높은 수치입니다. 재료의 인장 강도는 100%의 정확도로 확인할 수 있습니다. 그러나 대부분 재료의 항복 강도는 정확하지 않으므로 추정해야 합니다.
재료
댓글