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변환기 및 계산기
메카닉 스트레인의 유형
스트레인 설명
스트레인은 기준 길이에 대한 재료 본체의 입자 사이의 변위를 나타내는 변형의 무차원 측정값입니다. 외부의 힘을 받을 때 머티리얼이 얼마나 늘어나거나 압축되는지를 정량화합니다.
스트레인 유형
인장 변형률
인장 변형은 소재가 늘어나거나 늘어날 때 발생합니다. 인장 변형은 가해진 힘의 방향을 따라 길이가 증가하는 것이 특징입니다.
압축 변형
압축 변형은 재료가 압축되거나 짧아질 때 발생합니다. 압축력의 영향으로 길이가 감소하는 것을 포함합니다.
전단 변형
전단 변형은 재료의 표면에 평행하게 가해지는 힘으로 인해 발생하는 변형으로, 레이어가 서로에 대해 상대적으로 미끄러지는 현상입니다.
체적 변형률
체적 변형률은 모든 치수에 영향을 미치는 균일한 압력을 받았을 때 재료의 부피 변화를 나타냅니다.
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스트레인 유형 |
설명 |
일반적인 적용 분야 |
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인장 변형 |
재료의 늘어남 또는 신장 |
케이블 제조, 교량 |
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압축 변형 |
재료의 압축 또는 단축 |
기둥, 건물 지지대 |
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전단 변형 |
힘의 방향과 평행한 슬라이딩 변형 |
전단 조인트, 기계식 기어 |
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체적 변형 |
균일한 압력 하에서의 부피 변화 |
유압, 재료 테스트 |
스트레인 단위
스트레인은 무차원의 양으로 단위가 없습니다. 종종 밀리스트레인(mε)과 같이 비율 또는 백분율로 표시되며, 여기서 1mε = 10-³ 스트레인입니다.
스트레스와 스트레인
응력과 변형률은 모두 재료에 가해지는 힘과 관련이 있지만 서로 다른 측면을 설명합니다:
응력은 외부에서 가해지는 힘으로 인해 발생하는 재료 내 단위 면적당 내부 힘입니다. 파스칼(Pa)과 같은 단위로 측정됩니다.
변형률은 적용된 응력으로 인해 발생하는 변형 또는 변위를 측정합니다. 치수가 없으며 응력에 반응하여 재료가 변형되는 정도를 나타냅니다.
변형률에 영향을 미치는 요인
다음과 같은 여러 요인이 재료의 변형률에 영향을 줍니다:
- 재료 속성: 재료마다 탄성과 연성이 다르기 때문에 힘을 가했을 때 변형되는 방식에 영향을 미칩니다.
- 온도:온도가 높아지면 소재가 더 유연해져 변형률 반응이 달라질 수 있습니다.
- 하중 속도: 급격한 힘의 적용은 점진적인 하중과 비교하여 다른 변형 거동을 초래할 수 있습니다.
스트레인 역학의 응용 분야
- 구조 공학: 변형 역학은 건물, 교량 및 기타 구조물이 고장 없이 변형을 처리할 수 있도록 설계하는 데 도움이 됩니다.
- 재료 테스트: 변형률 측정은 새로운 합금과 복합재를 개발하는 과정에서 재료의 강도와 연성을 테스트하는 데 매우 중요합니다 .
- 제조: 단조, 압출, 압연과 같은 공정은 재료를 효과적으로 성형하기 위해 제어된 변형률에 의존합니다.
- 고장 분석: 변형률을 이해하면 특히 재료가 과도한 소성 변형이나 파손을 겪을 때 재료 고장의 원인을 파악하는 데 도움이 됩니다.
자주 묻는 질문
응력과 변형률의 주요 차이점은 무엇인가요?
응력은 재료 내 단위 면적당 내부 힘을 측정하는 반면, 변형률은 해당 응력으로 인한 변형 또는 변위를 정량화합니다.
스트레인을 무차원으로 간주하는 이유는 무엇인가요?
스트레인은 원래 길이에 대한 변형의 비율로, 단위가 상쇄되어 치수가 없습니다.
재료의 인장 변형률은 어떻게 측정하나요?
인장 변형률은 일반적으로 재료가 늘어날 때 전기 저항의 변화를 감지하는 스트레인 게이지를 사용하여 측정합니다.
스트레인은 양수 및 음수 모두 측정할 수 있나요?
예. 인장 변형률은 양수이며 늘어나는 것을 나타내고 압축 변형률은 음수이며 압축을 나타냅니다.
소재의 변형률에 영향을 줄 수 있는 요인은 무엇인가요?
소재의 특성, 온도, 힘이 가해지는 속도가 소재의 변형량에 영향을 미치는 주요 요인입니다.
Chin Trento
