본문 바로가기

전공 기본41

재료의 가공특성 (4) - 응력-변형률곡선 [응력-변형률곡선의 형태] 응력-변형률곡선은 재료마다 고유한 특성이며, 온도나 변형률속도의 영향을 받는다. 공업용 재료의 응력-변형률곡선은 다음과 같이 몇 가지 모델로 단순화시킬 수 있다. ① 완전탄성재료(perfectly elastic material) : 거동은 마치 강성도(stiffness) E를 가진스프링과 흡사하다. 유리, 세라믹, 주철과 같은 취성재료들의 거동이 이러한 형태의 곡선(그림(a))을 따른다. 재료가 견딜 수 있는 응력의 한계에 도달하면 바로 파단되며, 영구변형은 있다 하더라도 무시할 만하다. ② 강(剛)-완전소성재료(rigid-perfectly plastic material) : “강”이 의미하는 바와 같이무한대의 E값을 가진다. 응력값이 일단 항복응력 Y에 도달하면 변형하기 시작.. 2022. 9. 10.
재료의 가공특성 (3) - 항복조건 인장시험에서는 단순히 시편에 작용하는 인장응력이 재료의 일축항복응력 Y에 도달하면 재료가 소성변형을 시작하게 된다. 그러나 보다 복잡한 응력상태하에서는 재료의 항복 여부를 판단하기 위하여 재료에 작용하는 응력 성분들과 재료의 일축항복응력 사이의 관계를 명확히 할 필요가 있다. 이러한 관계를 항복조건(yield criterion)이라고 한다. 금속재료들의 경우 가장 보편적으로 사용되는 항복조건은 최대전단응력조건 (maximum-shearstress criterion)과 전단변형에너지조건(distorsion-energy criterion)이다. 여기에서는 재료가 연속이고, 균질이며, 등방성(isotropic)이라고 가정한다. 또한 인장응력은 양이고, 압축응력은 음이며, 재료의 인장항복응력과 압축항복응력의 크.. 2022. 9. 10.
재료의 가공특성 (2) - 인장시험과 소재의 변형거동 [응력과 변형률] 가공공정에서 소재가 변형되는 상태는 인장, 압축, 전단변형 중에서 어느 하나이거나 또는 이들 변형이 복합된 상태로 볼 수 있다. 소재의 기본적인 변형거동은 인장시험을 통하여 파악할 수 있다. 다음 그림에 나타낸 것과 같은 인장시편을 시험기에 걸어 잡아당기면 표점거리 l0는 점차 늘어나게 된다. 이때 소재가 받는 공학적 변형률(engineering strain)또는 공칭변형률(nominal strain)은 다음과 같이 정의된다. 또한, 소재가 받는 작용하중 P를 변형전 단면적 A0 로 나눈 값을 공학적 응력(engineering stress) 또는 공칭응력(nominal stress)이라고 한다. 변형의 정도가 심하여 단면적이 많이 변하는 경우에는 다음과 같이 작용하중을 변형중단면적 A .. 2022. 9. 7.
재료의 가공특성 (1) [개요] 재료를 가공하여 부가가치를 높이려면, 고체나 액체상태의 소재에 힘을 가하여 원하는 제품형상으로 변화시켜야 한다. 적합한 장비를 설계하고, 공구나 금형재료를 선정하며, 원하는 가공작업을 어떤 설비로 수행할 수 있는지를 판단하기 위해서는 소재에 가해야할 하중의 종류와 크기를 알아야 한다. 따라서, 소재가 갖는 하중과 변형 사이의 관계를 규명하는 일은 가공분야에서 필수적이다. 고체상태의 소재에 대하여는 다양한 방법으로 하중을 가하여 소성변형(plastic deformation)을 일으킴으로써 원하는 형상으로 가공할 수 있다. 기계가공에서 칩이 형성되는 것과 각종 성형가공이 이 범주에 속한다. 가공중에 고체상태의 소재는 다양한 응력상태에 놓이게 된다(다음 그림). 즉, 자동차의 펜더(fender)나 선.. 2022. 9. 4.
기계재료 (6) - 세라믹재료 과학기술의 진보에 따라 고도의 기능을 가진 재료가 요구되어, 세라믹은 금속재료나 고분자재료가 적용되기 어려운 영역에서 중요한 공업재료로서 각광을 받고 있다. 세라믹은 도자기, 유리, 시멘트 등과 같은 비금속무기재료를 의미하며, 주로 고온에서 소결처리하여얻어진다. 이들의 제조에는 천연의 광물원료가 사용되었으나, 근래에 천연원료 정제 또는 합성에 의한 인공원료의 제조를 통해 뛰어난 특성을 가진 새로운 세라믹 (new ceramics,advanced ceramics)이 개발되었다. 이들은 기계공업, 전자공업 빛 우주항공공업이나 생체 재료 등에 널리 이용되고 있다. 이 장에서는 세라믹재료의 구조와 특성, 세라믹 다결정체의 제조법, 역학적 거동, 종류와 용도에 관해서 살펴보기로 한다. [구조와 특성] 세라믹의 대.. 2022. 9. 3.
기계재료 (5) - 플라스틱 플라스틱은 일반적으로 단위체(monomers)를 변형하거나 합성시켜서 이루어진 고분자재료(polymers)로 구성되는 재료를 말한다. 플라스틱(plastics)이라는 말의 어원은 성형(formor mold)를 의미하는 그리스어 plastikos에서 유래되었으며 비교적 쉽게 기계가공, 주조, 성형접합되어 다양한 모양으로 만들어질 수 있다. 또한 플라스틱은 가볍고 성형 후 부가적인 표면처리가 거의 불필요한데, 이는 금속재료와 비교해 볼 때 큰 장점이 된다. [구조] (1) 폴리머 길이(polymer length) 폴리머 체인의 길이는 다른 요소들보다는 무엇보다 폴리머들간의 상호작용에 매우 큰 영향을 받게 되며 일반적으로 다음과 같이 표현된다. 여기서 A는 반복되는 폴리머 유닛이고, n은 폴리머 체인에서 반복.. 2022. 9. 2.

티스토리툴바