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응력 증명

1920
재료 과학에서 증명 응력을 결정하기 위한 고강도 강철의 인장 시험.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

뚜렷한 특징이 없는 재료의 경우 항복점 알루미늄이나 고강도 강철과 같은 재료의 응력-변형률 곡선에서 '항복응력'은 공학적으로 동등한 개념입니다. 항복응력은 다음과 같이 정의됩니다. 스트레스 일반적으로 원래 게이지 길이의 0.2%에 해당하는 작고 지정된 양의 영구적(소성) 변형을 발생시키는 데 필요합니다. 이 값, [latex]sigma_{0.2}[/latex]는 설계 계산에서 재료의 실제 탄성 한계로 사용됩니다.

알루미늄 합금, 구리 합금, 특정 종류의 강철과 같은 연성 금속을 비롯한 많은 공학 재료는 일반 강철에서 볼 수 있는 명확하고 급격한 항복 거동을 보이지 않습니다. 이러한 재료의 응력-변형률 곡선은 탄성에서 소성 거동으로 점진적으로 전환됩니다. 설계 및 안전상의 이유로 엔지니어는 영구 변형이 시작되는 지점을 정의할 일관된 기준점이 필요합니다. 바로 이 지점을 항복 강도(offset)라고도 하는 항복 강도라고 합니다. 항복 강도이는 매우 중요합니다. 이를 결정하기 위해 응력-변형률 그래프를 그리면서 인장 시험을 수행합니다. 이 그래프에서 곡선의 초기 선형(탄성) 부분에 평행하지만 원점에서 지정된 변형률 값(일반적으로 0.2% 또는 0.002 변형률)만큼 오프셋된 선을 그립니다. 이 오프셋된 선이 응력-변형률 곡선과 교차하는 응력을 0.2% 항복 응력([latex]sigma_{0.2}[/latex])으로 정의합니다.

이 값은 재료의 탄성 한계를 나타내는 실용적이고 재현 가능한 척도입니다. 즉, 재료에 이 응력 수준까지 하중을 가한 후 제거하면 0.2%의 영구 변형이 발생한다는 것을 의미합니다. 소성 변형이 발생했지만, 많은 구조물에 적용하기에 허용 가능한 수준입니다. 이러한 기준을 통해 엔지니어는 항복점이 뚜렷하지 않은 재료를 사용하더라도 항복점이 있는 재료와 동일한 안전 및 신뢰성 원칙을 적용하여 구조물이 설계 하중 하에서 영구 변형되지 않도록 설계할 수 있습니다.

UNESCO Nomenclature: 3322
재료과학

유형

재료 특성

분열

상당한

용법

널리 사용됨

전구체

  • 훅의 탄성 법칙
  • 인장 시험기 개발
  • 스트레스와 변형의 개념
  • 19세기 후반과 20세기 초에 개발된 새로운 합금의 기계적 특성을 규명할 필요성

응용 프로그램

  • 항공우주용 합금의 재료 사양
  • 자동차 부품 설계
  • 건물 및 교량에 대한 구조 공학 계산
  • 금속 생산의 품질 관리
  • 유한 요소 분석(fea) 재료 모델

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

  • automated extensometers for precise proof stress measurement
  • digital image correlation (dic) to map strain fields and determine proof stress without contact
  • development of new alloys with tailored proof stress characteristics
  • 음향학 emission techniques to detect the onset of dislocation movement corresponding to proof stress
  • in-situ proof stress measurement during 적층 제조 processes
  • nanoindentation techniques to estimate proof stress on a micro-scale
  • machine learning models to predict proof stress from material composition and processing history
  • standardization of proof stress for composite materials
  • software for automated analysis of tensile test data to calculate proof stress
  • portable devices for on-site proof stress estimation
관련 용어: 항복 강도, 오프셋 항복 강도, 응력-변형률 곡선, 소성 변형, 탄성 한계, 인장 시험, 재료 과학 연성0.2% 오프셋, 수익률.

역사적 맥락

응력 증명

1910
1910
1920
1920
1920
1922
1925-01-01
1910
1910
1920
1920
1920
1922
1924
1927

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

10년차 기념일

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