재료의 항복 강도는 재료가 탄성이 아닌 지점이며 영구적으로 플라스틱이됩니다. 이 전이가 발생하는 응력의 크기는 재료의 항복 응력 또는 강도로 알려져 있습니다.
재료가 파편인지 완고한 지 여부는 항복 강도라고 불리는 것으로 식별 될 수 있습니다. 재료가 탄성이 아니라 영구적으로 플라스틱이되는 지점을 생산하는 지점은 항복점이라고합니다.
엔지니어에게는 새로운 프로젝트에 들어가기 전에 재료의 특성을 철저히 연구하는 것이 절대적으로 필요합니다. 브루클린 다리를 짓는 엔지니어들이 뻔뻔스럽게 무지하고 강철 대신 플라스틱이나 벽돌을 사용했다면 끔찍한 결과를 상상해보십시오. 반면에, 오늘날의 장난감의 대부분이 강철로 지어졌고 플라스틱만큼이나 말도 안되는 것이 아니라면, 우리가 좋아하는 가장 편심적인 모양으로 만들기가 불가능했을 것입니다.
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사진 크레디트 :Amerikaonly.nl
재료가 파편이든 완고한 지 여부는 항복 강도라고 불리는 것에 의해 식별 될 수 있습니다.
응력-변형 그래프
재료의 강도는 인장 테스트에 의해 결정되는데,이 시험은 재료를 양쪽 끝에서 무자비하게 당기도록 요구합니다. 스트레스가 겪는 응력과 결과적으로 겪는 스트레스 사이의 관계는 응력-변형 곡선이라는 그래프로 절정 될 수 있습니다.
우리는 이미 이전 기사에서 그래프를 자세히 설명했습니다. 여기에서 을 찾을 수 있습니다 . 그러나 이것은 빠른 충돌 과정이 될 것입니다.
응력-변형 곡선.
처음에는 재료, 심지어 강철조차도 뻗을 때 탄성처럼 작동합니다. 탄성 한계 내에있을 때, 응력으로 인한 변형은 가역적이다. 예, 재료는 길어 지지만 응력이 풀리면 원래 길이를 유지합니다. 그러나이 탄력성은 영구적이지 않습니다. 과도한 스트레스는 재료를 영구적으로 변형시킵니다.
실제로, 더 큰 스트레스를 적용하면 변형을 따라 '목'이라는 형성이 발생합니다. 목은 슬라이스와 나머지 피자를 거의 고정시키는 치즈 밧줄과 유사합니다. 더 큰 스트레스는 목을 부러 뜨릴 것입니다. 물질은 궁극적으로 스트레스에 굴복하고 비극적 인 파손이나 골절을 겪습니다.
넥킹과 골절.
항복 강도
각각의 모든 재료는 고유 한 특성 응력-변형 곡선을 그려서 사용하기에 적합한 응용 프로그램을 결정할 수 있습니다. 각 재료의 곡선은 탄성에서 가소성, 마침내 파손에 이르기까지 다양한 전이 지점을 나타냅니다.
재료가 탄성으로 멈추고 영구적으로 플라스틱이되는 지점을 생성하는 지점을 항복 지점이라고합니다. 이 전이가 발생하는 응력의 크기는 재료의 항복 응력 또는 강도로 알려져 있습니다. 항복 강도는 탄성 거동의 한계를 나타내는 물질 상수입니다. 철과 같은 연성 재료는 폴리에틸렌과 같은 플라스틱보다 높은 항복 강도 값을 자랑합니다.
너무 심한 스트레스는 영구 변형을 유발할 수 있습니다.
철과 같은 연성 재료는 원자가 "파손"하기 때문에 영구적으로 변형되지 않지만, 가해진 응력은 격자 에너지를 극복하고 재료의 강성 구조를 방해 할 정도로 설득력이 있기 때문입니다. 문자 그대로 원자를 결정에서 대체하는 것으로 충분합니다. 이 현상은 결정질 탈구라고합니다.
플라스틱은 연성 재료보다 더 쉽게 탈구에 굴복하기 때문에 더 쉽게 변형됩니다. 취성 재료도 있으며, 이는 항복 응력의 개념이 전혀 없습니다. 이름에서 알 수 있듯이 항복 응력보다 큰 응력을받을 때이 재료는 탄력성에서 가소성으로의 전환을 거치지 않고 대신 직접 파손됩니다.
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다른 유형의 재료의 응력-변형 곡선.
마지막으로, 재료의 항복 강도는 본질적으로 장력에 대한 내성을 결정하기 때문에 엔지니어들은 그것을 증가시키는 영리한 방법을 고안해야한다는 것을 깨달았습니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 재료에 불순물을 추가하는 것입니다. 향상된 밀도는 결정질 전반 후에 남은 공극을 채울 수 있기 때문에 재료가 변형에 더 내성적으로 성장하게 만듭니다. 철분에 다양한 종의 불순물을 공급하여 만들어지는 강철과 같은 합금은 그러한 조작의 가장 좋은 예입니다.
더 큰 항복 응력을 달성하는 또 다른 방법은 더 낮은 온도에서 재료를 조작하는 것입니다. 열 에너지가 원자가 격렬하게 흔들리고 대체되므로 더 높은 온도가 응력에 추가됩니다. 작업의 절반이 이미 완료되면 외부 응력은 재료의 원래 항복 응력이 탈구와 영구 변형을 일으키는 데 필요한 에너지가 필요합니다. 아이언이 뜨거워 질 때 우리가 파업해야한다고 생각하는 이유는 무엇입니까?
