영률 설명:주요 정의, 일반적인 값 및 실제 예

영률은 탄성을 이해하는 가장 간단한 방법 중 하나에 대한 수학적/공학적 정의입니다. 탄성이란 힘이 가해지면 모양이 변하고 힘이 제거되면 원래 모양/치수로 되돌아가는 재료의 능력입니다. 영률의 모든 값은 재료의 하중 거동의 탄성 범위에서 파생됩니다. 일부 재료에는 탄성 범위가 없고, 다른 재료는 탄성에서 플라스틱 또는 취성 거동으로 매우 빠르게 이동하는 반면, 다른 재료는 원자 변위의 내부 프로세스가 소성 단계를 시작하기 전에 명확하게 정의된 탄성 범위를 갖습니다. 영률 값(기가파스칼 단위, GPa)의 예는 ABS(1.4~3.1GPa), 알루미늄(69GPa), 나일론(2~4GPa)입니다.

특히 영률은 와이어/연선의 탄성을 측정한 것입니다. 더 크거나 더 복잡한 단면에 대한 값을 비교하거나 개발하는 것은 어렵습니다. 그러나 단순한 재료 샘플의 상대 분석을 위한 탁월한 도구로, 처리 방법, 합금제, 열처리 등의 효과를 면밀히 분석할 수 있습니다. 이 기사에서는 영률이 무엇인가요?에 대해 알아봅니다. 또한 모듈러스를 계산하는 방법을 정의하고 몇 가지 예를 제공합니다.

영률이란 무엇입니까?

영률은 단면적을 고려하여 단위 신장당 힘을 측정한 것입니다. 이 측정은 모든 재료의 탄성 거동을 정의하는 체계적인 방법으로, 서로 다른 재료 유형/계열 간의 비교를 허용합니다.

영률의 SI 단위는 무엇입니까?

SI 형식에서 영률은 파스칼(Pa) 또는 보다 일반적으로 기가파스칼(GPa)을 사용하여 측정됩니다. 압력의 표준 단위이기도 합니다.

영률의 예는 무엇입니까?

영률을 사용하는 전형적인 예는 크레인, 케이블카, 스키 리프트에 사용되는 케이블의 안전 작동 한계를 계산하는 것입니다. 케이블을 안전하게 작동하려면 이러한 케이블에 부하가 미치는 영향을 잘 이해하는 것이 중요합니다. 안전한 부하가 케이블의 탄성 한계 용량을 초과하지 않도록 보장하는 것은 중요한 설계/작동 매개변수이며 일반적으로 엄격한 위험 평가에 의해 정의되고 1.5에서 10 사이일 수 있는 FoS(안전계수)를 사용합니다.

영률 값은 무엇입니까?

영률 값은 넓은 범위를 포괄하지만 여전히 많은 재료의 탄성 성능에 대해 잘 사용되는 측정값을 제공합니다. 영률의 가장 낮은 값은 천연 고무와 같은 재료의 경우 0.01~0.1GPa인 반면, 가장 높은 값은 일반적으로 탄소 나노튜브 재료의 경우(최대 1,000GPa)입니다. 다른 예로는 잘 알려지지 않은 금속(예:이리듐, 570GPa) 및 스프링 제조에 사용되는 세심하게 합금되고 열처리된 강철(최대 220GPa)이 있습니다.

영률 값은 어떻게 표현되나요?

영률은 압력으로 표현됩니다. 미터법에서는 파스칼 또는 기가파스칼(Pa 또는 GPa)로 표시됩니다. 미국식/영국식 단위에서 압력은 평방 인치당 파운드(PSI)로 표시됩니다.

영률이 가장 높은 재료는 무엇입니까?

다이아몬드는 약 1,210GPa로 가장 높은 영률을 갖는 것으로 간주됩니다. 여러 운석에서 확인된 물질은 다이아몬드와 같은 탄소 동소체인데, 구조가 입방체가 아닌 육각형 탄소 매트릭스로 구성되어 있다. Lonsdaleite라는 이름의 이 물질은 영률 테스트를 실시할 만큼 큰 샘플에는 아직 존재하지 않지만 다이아몬드보다 더 단단하고 강한 것으로 알려져 있습니다.

큰 영률 값은 무엇을 나타냅니까?

높은 영률 값은 재료의 높은 강성과 하중 하에서 (탄성) 변형에 대한 저항성을 나타냅니다. 영률이 높다는 것은 쉽게 늘어나지 않는 소재를 의미합니다.

소영계수 값은 무엇을 나타냅니까?

낮은 영률 값은 상대적으로 낮은 하중에서 큰(탄성) 변형을 겪는 재료를 나타냅니다. 이러한 재료는 쉽게 늘어납니다. 천연고무는 매우 쉽게 늘어나는데 이는 낮은 영률 값으로 확인됩니다. 일부 실리콘 고무는 측정할 수 없을 정도로 낮은 영률 값을 가지며 자체 무게로 인해 늘어납니다.

영률 기호는 무엇입니까?

영률은 대문자 E(엡실론) 또는 덜 일반적으로 Y(영)로 표시됩니다.

영률은 어떻게 결정되나요?

영률은 균일한 단면적의 와이어/실/스트랜드를 강한 지점에 매달고 하단에 그것을 곧게 펴기에 충분한 무게를 가하여 결정됩니다. 그런 다음 가중치를 추가하고 확장 측정을 수행합니다. 재료의 탄성 한계가 초과되지 않았는지 확인하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 숫자에 약간의 소성 변형이 포함되어 유익한 테스트로 유효하지 않습니다.

하중, 확장 및 단면적 값에서 두 가지 값을 계산할 수 있습니다.

• 응력(σ)은 단위 면적당 힘으로 정의됩니다. 이는 테스트 중인 스트랜드에 장력을 가하기 위해 두 개의 하중 값을 적용하고 Δ 하중(하중 증가)을 스트랜드의 단면적으로 나누어 계산합니다.