금속 강도 차트:모든 제품 디자이너가 알아야 할 사항

내 프로젝트에 이상적인 금속(또는 금속 합금)은 무엇입니까?

제품 디자이너는 일반적으로 제품 개발 단계에서 이 질문을 합니다. 많은 요인이 제품 개발 프로젝트에서 금속 합금의 성공에 기여하지만 합금의 기계적 특성(예:금속 강도)이 목록에서 가장 중요합니다.

금속 강도는 다양한 힘(또는 하중 조건)의 작용 하에서 변형(및 파손)에 저항하는 금속의 능력을 나타냅니다. 그러나 다양한 유형의 금속 강도와 이를 측정할 수 있는 몇 가지 메트릭이 있습니다. 여기에서는 금속의 강도와 금속 강도 차트에 대해 알아야 할 모든 것을 논의합니다.

다양한 로딩 조건 이해

금속의 강도가 무엇을 수반하는지 이해하려면 먼저 적용된 힘이나 움직임으로 인해 재료가 하중에 어떻게 반응하는지 논의해야 합니다. 그림 1은 다양한 기본 유형의 하중을 받는 일반적인 로드를 보여줍니다.

그림 1:하중 조건의 기본 유형

압축 하중에서 두 개의 동일한 힘이 로드를 반대 방향으로 밀어서 압축되는 경향이 있습니다. 압축 하중과 마찬가지로 인장 하중도 반대 방향으로 작용하는 두 가지 힘을 특징으로 합니다. 그러나 인장 하중의 힘은 막대를 당기는 경향이 있습니다.

굽힘 하중은 두 개의 힘(같은 방향)이 멀리 떨어진 막대에 작용할 때 발생합니다. 대조적으로, 전단 하중은 로드의 단면과 동일 평면에 가해지는 힘을 특징으로 합니다. 즉, 기존 하중 축에 접선으로 작용합니다.

이 막대에 작용하는 하중 유형에 관계없이 이 막대에 대한 이러한 외력의 영향은 응력과 변형률이라는 두 가지 주요 매개변수를 사용하여 추정할 수 있습니다.

스트레스와 스트레인이란 무엇입니까?

기술 도면에 있는 엔진 커넥팅 로드의 Von Mises 엔지니어링 응력 플롯

응력은 신체의 단면적에 작용하는 외력의 크기입니다. 대조적으로, 변형률은 그 힘의 방향으로 신체가 겪는 변형의 양을 나타냅니다.

이렇게 봐. 알루미늄 막대의 원형 단면에 미리 정해진 크기의 인장력을 가한다고 가정해 보겠습니다. 이러한 시나리오에서는 막대에 인장 응력이 가해지고 막대 입자 사이에 내부 힘이 발생합니다. 결과적으로 이 내력으로 인해 막대의 입자가 점차 늘어나 변형이 발생합니다. 이는 변형률을 나타냅니다.

인장력(또는 응력)을 계속 증가시킨다고 가정하면 재료가 결국 파손되거나 부서질 때까지 변형량이 증가한다는 것을 알 수 있습니다. 로드가 고장나기 전의 행동은 소유하고 있는 다양한 금속 강도 유형에 따라 달라집니다.

힘의 유형은 무엇입니까?

그림 2는 금속 부품이 파손되기 전에 인장 응력에 어떻게 반응하는지 보여주는 그래픽 표현입니다.

그림 2:응력-변형률 그래픽 표현

1. 항복 강도

항복강도는 금속이 소성변형 전에 견딜 수 있는 최대 강도를 말하며, 파단 없이 금속의 형태가 영구적으로 변형되는 것을 의미합니다.

2. 궁극의 인장 강도

극한 인장 강도(인장 강도라고도 함)는 금속이 파손(또는 파손)되기 전에 견딜 수 있는 최대 인장 응력입니다. 인장 시험기를 사용하여 금속의 인장 강도를 평가할 수 있습니다.

인장 시험기는 금속 조각을 양쪽 끝에서 단단히 고정하는 2개의 웨지 그립을 특징으로 합니다. 기계는 조각이 파손될 때까지 테스트 과정에서 조각을 세로 방향으로 천천히 당깁니다. 금속에 가해지는 인장력(또는 응력)의 양과 연신율은 금속 조각의 항복과 극한 인장 강도를 결정하기 위해 테스트 전반에 걸쳐 측정됩니다.

그림 3:인장 시험기

표 1은 제품 개발 프로젝트에서 고려할 수 있는 다양한 일반 금속의 항복 강도와 인장 강도를 보여줍니다. 이 값은 다양한 금속에 대한 일련의 인장 테스트에서 결정되었습니다.

표 1:금속 강도 차트

그러나 금속의 강도는 항복 강도와 인장 강도에 국한되지 않습니다.

기타 유형의 금속 강도

압축 강도 :부품이 파손되거나 파손되기 전에 견딜 수 있는 최대 압축 응력을 나타냅니다. 압축강도는 압축시험기를 사용하여 평가할 수 있습니다. 압축시험기가 부품을 압축한다는 점을 제외하면 인장시험기와 매우 유사합니다.

충격 강도 :금속이 파손(또는 파손) 없이 갑작스러운 예리한 하중을 견딜 수 있는 능력을 설명합니다. 일반적으로 재료가 파단되기 전에 흡수할 수 있는 에너지의 양으로 표시되며 충격 시험기를 사용하여 결정할 수 있습니다.

그림 4:충격 시험기

충격 시험기는 금속 조각이 파손될 때까지 미리 정해진 힘으로 금속 조각을 두드리는 진자를 특징으로 합니다. 금속이 파손되기 전에 저항할 수 있는 에너지의 양은 금속의 충격 강도로 결정됩니다.

전단 강도:금속이 전단에 실패하기 전에 견딜 수 있는 최대 전단 하중을 나타냅니다.

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구성 요소에 이상적인 금속 선택:Gensun이 도와드립니다

이제 금속 강도가 무엇인지 이해했으므로 제품(또는 부품)이 겪을 다양한 하중 조건을 견딜 수 있는 금속을 선택하는 것이 필수적이라는 데 동의할 것입니다. 그러나 이상적인 금속을 선택하는 것 외에도 최신 제조 기술을 사용하여 금속 부품을 정확하고 정밀하게 가공해야 합니다.

Gensun Precision Precision은 아시아 전역에 CNC 가공 서비스를 제공하는 선두 업체입니다. 당사의 엔지니어, 기계공 및 품질 관리 전문가 팀은 부품을 정확하고 정밀하게 제작하기 전에 제품에 이상적인 금속을 선택하기 위해 귀하와 협력합니다.

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