6 장 금속의 기계적 성질
1. 공칭응력과 공칭변형률의 정의 2. 훅의 법칙과 적용조건
3. 프아송비 정의 4. 공칭응력
5. 재료시편 형상의 변화 6. 경도시험의 종류
6 장 금속의 기계적 성질
• 6.1 서론
– 중요한 기계적 성질 :
• Strength (강도), Hardness (경도)
• Ductility (연성), Stiffness (강성도)
• 6.2 응력과 변형률
– 하중형태 : Tension, Compression, Shear – 인장시험 시편규격
– 공칭응력, 공칭변형률
탄성변형
• 6.3 응력 변형율 거동 – Hooke’s Law
• E : 탄성계수, Modulus of Elasticity
» Young’s Modulus [ Mpa, psi]
E(psi, 106) G Poison
Aluminum 10.0 3.8 0.33 Steel 30.0 12.0 0.27 Magnesium 6.5 2.5 0.29 Tungsten 59.0 23.2 0.28
6.3 응력 변형율 거동
• Hooke’s Law
– 온도가 증가하면 탄성계수는 감소
– 응력과 변형율이 비례하는 변형 (탄성변형) – 탄성계수 클수록 변형은 어렵다
– 비선형거동의 탄성계수 : 회주철 콘크리트 fig – 세라믹의 탄성계수> 폴리머의 탄성계수
• 원자간 결합거리 차이
선형 탄성거동 응력-변형율 선도 비선형 탄성거동 응력-변형율 선도
6.4 의탄성 (anelasticity)
• 정의 : 시간의존성 갖는 탄성변형
• 일어난 탄성변형이 응력제거 후에도 회복 까지 시간이 걸리는 변형
• 폴리머 경우 크게 나타남
• 점탄성거동 (viscoelastic behavior) 라 함
6.5 재료의 탄성 성질
- 프와송의비: 축방향변형율에 대한 횡방향변형율의 비
- 식 6.8
– E = 2G (1+ ν)
• 예제 6.2
• 그림 6.9
소성변형
응력이 제거되어도 회복되지 않는 영구변형
• a) 0.002변형률-수평이동법에 따른 항복강도 결정법
• b) 항복현상이 나타나는 강재료의 응력-변형률 거동
그림 6.11 파괴점까지의 전형적인 응력-변형률 거동
연성 (Ductility)
• 파괴가 일어날 때까지의 소성변형의 정도
• 취성재료- 파괴시 소성변형이
• 수반되지 않는 재료
인성 (Toughness)
• 파괴가 일어나기까지의 에너지흡수력
• 취성재료는 연성재료보다 연성이 작으므 로 낮은 인성값을 갖는다
