강성 대 강도:주의해야 할 차이점 및 주요 요소

재료의 강도와 강성은 제품 평가에서 이해해야 하는 두 가지 중요한 특성입니다. 그들은 다양한 목적을 위한 재료의 적용을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 일부 응용 분야에는 강하고 굽힘 저항이 필요한 제품이 필요합니다. 이러한 제품은 또한 필요한 영역에 하중을 분산할 수 있어야 합니다.

종종 사람들은 이러한 속성을 같은 것으로 혼동합니다. 많은 사람들은 또한 두 개념을 재료의 경도와 혼동합니다. 그러나 그들 사이에는 몇 가지 차이점이 있습니다. 따라서 다양한 목적에 맞는 재료를 선택할 때 이러한 차이점을 이해하는 것이 중요합니다.

이 기사에서는 강도와 강성의 차이점과 기술적 특성에 대해 설명합니다. 또한 뻣뻣하고 강한 재료를 사용하여 완벽한 디자인을 만드는 방법에 대한 팁을 제공합니다. 바로 뛰어들어봅시다!

강성 대 강도

강성과 강도는 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 엔지니어링과 관련하여 쉽게 혼동되는 용어입니다. 일반적인 연설에서 그들의 사용법은 대부분의 사람들이 그들의 구별을 이해하기 어렵게 만듭니다. 이것은 또한 그것들을 그에 따라 분류하는 것을 상당히 어렵게 만듭니다. 둘 다 저항감을 의미하지만 강성은 여러 면에서 강도와 다릅니다.

힘이란 무엇입니까?

강도는 재료가 파손되지 않고 견딜 수 있는 응력의 양을 측정한 것입니다. 이것은 재료가 파손되거나 영구적으로 변형되기 전에 최대 하중을 지지하는 능력입니다.

재료가 변형되면 가해진 힘에 따라 모양이 바뀝니다. 따라서 강도는 파손되지 않고 힘을 수용할 수 있는 재료의 능력을 나타냅니다.

영구 변형 지점에 도달하기 전에 재료에 가해지는 하중을 견딜 수 있는 재료의 총 용량입니다. 엔지니어는 종종 항복 응력 "σy"로 알려진 값을 강도로 연관시킵니다. 이것은 강도와 ​​강성의 차이를 설정하는 데 도움이 됩니다. 재료의 강도는 화학 성분과 열처리의 결과입니다.

강점 유형

재료를 평가할 때 확인해야 할 강도의 종류와 척도는 다양합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

인장 강도

이것은 재료가 영구적으로 손상되기 전에 재료를 늘리거나 당기는 데 걸리는 최대량입니다. 인장 강도는 본질적으로 재료가 저항할 수 있는 정도의 척도입니다. 응용 프로그램에서 부품이 어떻게 작동하는지에 대한 유용한 참조 지점입니다.

인장 강도에는 다음과 같은 세 가지 주요 유형이 있습니다.

• 항복 강도. 이것은 재료가 소성 변형을 시작하는 지점입니다.
• 궁극의 인장 강도. 재료가 깨지지 않고 견딜 수 있는 최대 또는 최대 응력입니다.
• 파괴할 수 있는 힘. 이는 파손 지점에서 강도-변형률 곡선의 강도 좌표를 나타냅니다.

충격 강도

충격 강도는 변형 전에 재료가 취할 수 있는 충격 또는 적용된 힘의 양을 측정한 것입니다. 충격을 일으키는 하중과 재료의 한계를 에너지로 표현합니다. 따라서 충격 강도는 재료가 변형되기 전에 취할 수 있는 에너지 수준을 측정합니다.

압축 강도

이름에서 알 수 있듯이 압축 강도는 재료가 견딜 수 있는 최대 압축 수준 또는 압력입니다. 만능 시험기를 사용하여 측정합니다. 이 기계는 재료에 많은 하중을 가합니다.

항복 강도 대 궁극 강도

이름에서 알 수 있듯이 항복 강도는 재료가 항복을 시작하고 영구적으로 변형되기 전에 취할 수 있는 최대 하중입니다. 이 시점에서 재료는 항복점에 도달하기 위해 가장 높은 힘을 가하면 변형됩니다.

반면에 극한 인장 강도는 재료가 늘어나면서 견딜 수 있는 최대 응력량을 나타냅니다. 극한 인장 강도는 가해진 힘에 대한 재료의 가장 높은 저항입니다. 재료가 영구적으로 늘어나거나 늘어나는 경우가 많습니다.

그러나 항복 강도와 극한 인장 강도는 모두 재료가 변형에 저항하는 능력을 나타내는 지표입니다.

재료의 강성이란 무엇입니까?

재료의 강성은 외부 힘에 의해 작용된 후 원래 형태로 되돌아가는 재료의 능력의 척도이다. 외부의 힘에 저항하고 원래의 형태로 돌아가는 물질의 능력을 나타냅니다.

이러한 힘에는 굽힘, 스트레칭 및 기타 형태의 변형이 포함됩니다. 재료의 강성이라고도 할 수 있습니다. 이것은 변형에 저항하는 능력입니다. 강성은 탄성 또는 유연한 재료와 밀접한 관련이 있습니다. 재료가 유연할수록 강성은 낮아집니다.

일반적으로 강성은 재료에 가해지는 하중으로 인해 발생하는 처짐 정도의 총 측정값입니다. 엔지니어는 종종 강성에 대해 Young Modulus "E"로 알려진 값을 연관시킵니다.

재료의 특성을 아는 것은 부품 설계에 중요합니다. 고품질 부품을 만들기 위한 재료 선택에 대한 제안이 필요한 경우 RapidDirect가 최고의 파트너입니다.

강성과 강도의 관계

강성 대 강성에 관해서는 혼동하기 쉽습니다. 재료가 뻣뻣하면 힘을 견디고 부서지지 않고 하중을 지지할 만큼 충분히 강하다는 논리가 종종 나타납니다. 그러나 "더 강하다"는 것이 반드시 "더 강하다"는 의미는 아니기 때문에 그렇지 않습니다.

재료의 강도와 강성 속성은 직접적인 관련이 없습니다. 이는 다양한 강성과 강도 특성을 가진 이러한 재료가 외부 힘에 노출될 때 분명합니다. 뻣뻣한 재료의 특성으로 인해 힘을 가하기 위해 여러 형태를 취한 후 원래 모양으로 돌아갈 수 있습니다.

반면에 강한 물질은 형태를 바꾸지 않습니다. 힘에 저항하거나 힘이 인장 강도보다 크면 영구적으로 변형됩니다. 이것은 물리적 변형에 대한 저항이 강도와 강성을 정의하는 핵심 부분이기 때문에 단순한 논리에 혼동을 줄 수 있습니다. 그러나 강도가 낮으면 재료가 쉽게 부서질 수 있습니다. 강성이 낮으면 높은 하중을 편향시킬 수 있습니다.

강도와 강성의 차이점은 무엇입니까 자료?

강도와 강성은 재료의 두 가지 물리적 특성입니다. 그들 사이의 한 가지 주요 차이점은 강성은 물체가 파손되지 않고 응력을 견딜 수 있는 능력이라는 것입니다. 반면에 강도는 응력이 가해질 때 물체가 변형에 저항하는 능력입니다.

강도는 재료가 파손되거나(인장 강도) 영구적으로 변형되기 전에(항복 강도) 재료에 가해지는 응력 또는 힘을 측정합니다. 그러나 재료의 강성은 재료가 힘을 제거하면 원래 형태로 돌아가면서 가해진 힘에 저항하기 위해 재료가 구부러지는 방식을 정의합니다.

가해진 힘이 인장 강도를 초과하면 강성이 적은 강한 재료가 파손됩니다. 강한 물질은 형태를 바꾸지 않습니다. 가해진 힘이 자신의 힘을 초과하면 부서지기만 하고 원래의 모습을 완전히 잃습니다.

그러나 강도가 낮은 딱딱한 재료는 변형됩니다. 편향은 가해지는 힘을 수용하는 데 도움이 됩니다. 따라서 힘이 제거되면 원래 모양으로 돌아갈 수 있습니다.

강도 및 강성을 위한 설계 모범 사례

강성 대 강도는 제조 시 고려해야 할 중요한 주제입니다. 다음은 디자인 프로세스 전과 전체에서 확인해야 할 4가지 모범 사례입니다.

1. 각 재료에 대한 예상 응력 계산

차질이 발생할 수 있는 위치를 확인하려면 각 재료에 가해질 것으로 예상되는 힘을 결정해야 합니다. 재료의 강성을 테스트하는 방법을 아는 것이 중요합니다. 의도한 설계가 다양한 힘에 어떻게 반응하는지 측정하여 이를 수행할 수 있습니다. 이를 조사하기 위해 계측 기술을 사용하여 모델 동작을 예측하고 결과 데이터를 분석할 수 있습니다. 또한 재료가 노출될 환경과 관련된 대체 시스템의 크리프 및 피로 변수에 유의해야 합니다.

2. 선택하기 전에 다양한 재료에 대한 테스트 실행

알려진 기계적 특성을 가진 재료를 사용하여 외부 힘으로 강도 또는 강성을 테스트해야 합니다. 도자기와 같은 재료는 부서지기 쉽습니다. 그들은 파단 전에 변형을 나타내지 않습니다. 힘을 가하면 빠르게 부서지고 영구적으로 변형됩니다. 반면 금속은 연성 및 취성 특성을 가지고 있습니다. 연성인 경우 파단 전에 소성 변형을 나타냅니다. 취성 대안은 항복점을 넘어 힘을 가하면 영구적으로 변형됩니다.

3. 디자인을 시작할 때 중요한 요소 식별

설계에 가장 중요한 요소와 구성 요소를 식별하는 것이 중요합니다. 이러한 요인에는 일정하고 집중된 하중뿐만 아니라 균일 및 충격 하중이 포함될 수 있습니다. 이는 CAD 소프트웨어로 설계를 개발할 때 설계 초기 단계에서 특히 중요합니다. 이것은 블록다이어그램 모델링 및 본드 그래프를 사용하여 해당 구성요소의 그래픽 표현을 생성하는 데 도움이 됩니다. 따라서 필요한 강성과 강도에 대한 힌트를 얻을 수 있습니다.

4. 프로토타이핑 전에 디자인의 기능 확인

엔지니어와 상의하여 설계를 검토할 수 있습니다. 그들은 설계에 대한 기술적 분석을 제공하고 필요한 경우 검토를 제공하는 데 도움을 줄 것입니다. FEA 해석을 활용하여 설계 형상을 최적화하십시오. 그런 다음 프로토타입을 만들기 전에 수치 결과가 동기화되었는지 확인하십시오.

결론

기본 의사 결정에서 재료의 강도와 강성의 개별 역할을 이해하는 것이 중요합니다. 그들은 고급 제품 생산에 매우 필수적인 요소입니다. 가해지는 힘이나 하중에 대한 재료의 반응에 따라 생산량이 달라지기 때문입니다.

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