물체는 힘이나 열과 같이 외부로부터 작을 받으면 그형상이 변하는 변형을 일으킵니다.
물체는 외부 자극으로부터 변형에 저항하려는 성질과 변형을 유지하려는 두가지 상단된 성질을 동시에 갖습니다.
변형에 대해서 저항하는 성질을 탄성이라고하고 소성은 그대로 유지하려는 성질을 애기합니다.
소성변형 (plastic deformation)
재료에 외력이 가해지면 탄성변형을 지나 연속적으로 변형하고 외력을 제거해도 원형으로 돌아가지 않고 영구 변형이 생깁니다.
이런한 변형을 소성변형이라고 합니다.
스프링을 잡아당겼다가 놓으면 보통 원래 모습으로 돌아가지만, 계속 당기면 어느 순가 탄성을 잃고 변형을 유지합니다.
소성변형이 발생한 것입니다.
탄성변형 (Elastic deformation)
재료에 외력이 가해지면 변형이 생기지만, 하중을 제거하면 변형 전희 상태로 되돌아가는 변형을 애기합니다.
스프링을 당기면 늘어났다가 원상태로 돌아가는데, 늘어난 상태가 탄성 변형이 발생한 것이고 손을 놓으면 원상태로 돌아갑니다.
S-S curve (응력 변형율 그래프)
소성변형과 탄성변형을 알기 위해서는 응력 변형율 그래프을 알게 되면 도움이 될것 같습니다.
간략하게 설명해드리겠습니다.
1번은 탄성 영역입니다.
외벽이 작용하고 응력과 변형 사이의 정비례 관계인 Hook’s Law가 적용되는 구간을 탄성 영역이라고 합니다.
이영역에서는 외력을 받으면 변형이 발생했다가 외력이 없어지면 원래 상태로 복원됩니다.
2번과 3번은 소성영역입니다.
이영역에서는 외력을 제거해도 재료가 초기의 상태로 되돌아가지 못하는 영역입니다.
항복점을 지나 소성영역의 초기 단계인 변형 경화가 일어나고 최고 강도인 극한점을 지나게 되면 마지막 단계인 네킹이 일어나게 됩니다.
** 변형경화와 네킹이란?
변형강화 (Strain Hardening)
항복점을 넘는 변형으로 저항이 증대되는 현상입니다.
외력을 받아서 형상이 영구적으로 변형이 생기며 물체의 저항이 증대되는 동시에 재료의 강도는 증가합니다.
네킹 (Necking)
극한점에 도달했을때 취약부분의 지름이 줄어드는 현상입니다.
물체가 저항할 수 있는 극한점을 넘은 상태에서 네킹현상이 발생하고 재료의 강도는 감소하게 됩니다.
네킹의 한계점에 도달했을 때, 변형의 증가, 응력의 감소와 함께 파괴 (Fracture)되는 현상이 일어나게 됩니다.
이상으로 소성변형 (plastic deformation)과 탄성변형 (Elastic deformation), 그리고 응력-변형률 그래프 (S-S curve)에 대한 포스팅 마치도록 하겠습니다.
