재료가 하중을 받으면 변형이 발생합니다. 이 변형은 탄성 또는 플라스틱 일 수 있습니다. 그렇다면 탄성 및 플라스틱 변형이란 무엇입니까? 변형력을 제거한 후 신체가 모양과 크기를 되 찾으면 그 변형을 탄성 변형이라고하며 신체를 탄성 신체라고합니다. 원래 모양과 크기를 회복하지 않으면 플라스틱 몸체입니다. 여기서 변형력은 신체의 변형을 담당하는 힘을 나타냅니다. 이 재료에서 우리는 탄성 변형에 중점을 둡니다. 탄성 특성과 탄성 응력 및 변형에 대해 자세히 설명해 봅시다.
탄성 :
탄성은 변형력을 제거한 후 신체가 원래 모양과 크기를 되 찾는 특성에 의한 특성입니다. 그리고 탄성을 가진 신체를 탄성 신체라고합니다.
응력 :
응력은 단위 면적당 내부 복원력으로 정의됩니다. 예를 들어 보겠습니다. 고무 와이어에 힘을 적용하면 길쭉합니다. 우리가 힘을 제거 할 때 잠시 후 고무는 원래 모양과 크기를 회복합니다. 이제 문제는 고무를 원래 위치로 돌리는 책임있는 힘이 무엇입니까? 다음과 같이 설명 할 수 있습니다. 외부 힘을 적용 할 때 내부 힘이 개발됩니다. 이 회복력의 크기는 와이어의 신장이 증가함에 따라 증가합니다. 우리가 외부 힘을 제거 할 때, 그 복원 힘으로 인해 고무 와이어는 원래 모양과 크기로 돌아갑니다. 따라서 스트레스는 신체 내부에서 작용하는 단위 영역 당 복원력입니다.
단위 :NM-2
압력과 스트레스의 차이 :
압력과 응력 모두 동일한 단위와 치수를 가지지 만 물리적 수량은 동일하지 않습니다. 압력은 응력이 단위 면적당 내부 힘 인 단위 면적당 외부 힘입니다. 압력은 스트레스가 내부 현상 인 외부 현상입니다.
스트레스 유형 :
다양한 유형의 스트레스가 아래에 설명되어 있습니다.
- 인장 및 압축 스트레스 :인장 또는 압축 응력은 단순한 단위 면적당 수직 인력을 적용합니다. 압축력에 대해 압축 응력이 정의되는 장력력에 대해 인장 응력이 정의됩니다.
응력 =fa
여기서 F는 영역에 수직 인 힘의 크기입니다.
- 전단 응력 :전단 응력은 단위 면적당 힘이지만 여기서 힘 벡터는 표면에 수직이 아니며 힘 벡터는 면적의 평면에 있습니다. 또는 우리는 힘을 주어진 표면적에 대한 접선 힘으로 정의 할 수 있습니다.
전단 응력 =fa
여기서 F는 면적 a.
- 부피 스트레스 :신체의 총 부피에 힘을 적용한 경우. 신체가 물에 담그면 전체 표면에 역할을하는 정수압 힘이기도한다는 예를 들어합시다. 따라서 단위 면적당이 압력력을 체적 응력이라고합니다.
스트레인
변형은 단위 모양, 길이 또는 부피당 모양, 길이 또는 부피의 변화로 정의됩니다.
길이 L의 막대가 인장력의 작용에 의해 탄성 변형을 거치는 것을 고려하자. 이제로드의 길이는 l+L입니다.
길이의 변화 =l과 원래 길이 =l
변형 =길이 길이의 변화 =ll
변형은 물리적 수량이 적습니다.
변형 유형
스트레스와 유사하게, 변형은 또한 비슷한 방식으로 분류됩니다.
- 종 방향 변형 :인장 또는 압축 응력으로 인해 길이 방향의 신장으로 인해 세로 변형이 형성됩니다. 변형 후 길이가 증가하면 인장 변형이라고하며 변형 후 원래 길이에서 길이가 감소하면 압축 변형이라고합니다.
종 방향 변형 =ll
여기서 l =길이의 변화
및 l =원래 길이
- 전단 변형 :전단 응력이 단면에 작용할 때 전단 변형이 생성됩니다. 이 균주를 이해하려면 정사각형 단면을 가진 신체의 예를 들어 보겠습니다. 힘은 그림과 같이 정사각형 섹션과 평행하게 작용하고 있습니다.
그림에서, 우리는 단면의 총 힘과 총 토크가 0이라고 결론을 내릴 수 있습니다. 이는 신체가 회전적이고 번역 평형 상태임을 의미합니다. 전단력 변형으로 인해 그림
에 표시된대로 발생합니다.전단 변형 =dd'ad =h
- 부피 변형 :체적 스트레스가 신체에 작용하면 신체의 부피가 바뀌 었습니다. 부피 변형은 부피의 원래 볼륨 변화로 정의됩니다.
부피 V가있는 신체를 고려해 봅시다. 변형 후, 부피가 V+V가되고, 부피의 변화는 v.
입니다.따라서 체적 변형률 =vv
스트레스와 변형의 관계 :
신체의 스트레스와 변형 사이에는 관계가 있습니다. 이것을 Hooke의 법칙이라고합니다.
Hooke의 법칙에 따르면 스트레스는 변형에 비례합니다 (탄성 한계까지)
응력> 변형
또는 응력/변형 =상수
이 상수는 Young의 탄성 계수라고합니다.
또는 fa =ll
결론
자재 공학 및 과학에는 재료의 탄성 특성에 대한 다양한 연구와 응용이 있습니다. 재료에 대한 스트레스가 증가하면 다양한 한계에 의해 설명되는 다양한 변화가 발생합니다. 이 연구 자료는 탄성 속성, 스트레스 및 긴장의 정의, 스트레스 및 긴장 유형 등에 대한 메모로 구성됩니다.
