권*표 교수님

매우 중요한 만큼 사실 자세히 설명하게 되면 밑도 끝도 없는 내용입니다. 제 연구분야가 Polymer 재료인데, 이와 관련하여 설명하려면 polymeric chain의 entropy까지 연결되어 최소한 2시간 이상은 설명해야 하는 부분이죠. 하지만 제가 설명했던 부분 및 강의노트에 기반하여 간단히 설명하도록 하겠습니다.

 

 

 

Proportional limit이라고 하는 탄성한계는 재료의 변형이 linear relationship을 만족하는 관계를 말합니다. 즉, 재료의 원자와 원자사이의 인력이 깨지지 않는 범위 내에서 (언제든지 힘을 빼면 원위치로 돌아갈 수 있는 상태) 힘이 가해져 변형이 일어난 상태입니다. 그러나 이 탄성한계를 지나게 되면 재료는 점점 Plastic deformation을 하게 되고, 이 때는 힘을 뺐을 때 다시 원위치로 돌아오지 못하고 plastic deformation (소성변형)을 일으키죠. 

 

그 탄성한계를 지나자마자 바로 뒤인 B의 지점에서는 yield point라는 항복항력이 작용하는 구간이 나타납니다. 이 탄성한계는 사실 정확한 지점이 있는 것이 아니기 때문에 탄성한계에서의 기울기를 어느정도 offset 시켰을 때 그래프와 교차하는 지점으로 정의합니다. 그리고 이 때부터 plastic deformation이 본격적으로 시작하신다고 보시면 됩니다. 그리고 보통 재료의 특성을 얘기할 때 yield stress는 매우 중요한 물성치 중 하나이기 때문에 단지 인위적으로 정의한 값이 아니라 매우 중요한 점임을 강조하고 싶습니다. 

 

위 그림에서 C라는 것은 strain hardening이 시작되는 점을 표시하기 위한 것인데, 계속 당기다 보면 탄성한계를 지나, 항복점을 지나, 갑자기 stress가 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 이는 strain hardening이라고 하여 재료가 파괴되기 전에 stress 값이 증가되는 구간을 말합니다. 이 이후에는 necking이 발생하여 단면적 감소에 의한 stress감소가 시작됩니다. strain hardening부터는 고체역학 범위가 아닌 공학재료학 또는 소성학이기 때문에 제가 자세한 설명은 하지 않겠습니다.

 

이 부분에 대해서 더 알고 싶으시면 소성학 내용을 살펴보시길 바랍니다. 또는 학부과정에서 쉽게 읽으실 수 있는 책이 “Mechanical Behavior of Materials” (Normal E. Dowling, Pearson출판사) 입니다. 매우 좋은 책인데 학교 도서관에 있을 겁니다. 

 

 

제 강의를 좋아해주셔서 감사드립니다.

• 2019-05-27
• 2024-12-12 수정