탄성과 소성의 비교

소개

한양대학교 재료역학 수업 프로젝트 A 받은 레포트 입니다.

탄성과 소성을 잘 비교해 놓았습니다.

목차

1. 소성과 관련된 연구
1.1Al-Zn-Mg 및 Al-Mg-Mn 합금의 초소성 변형

2. 탄성과 소성역학의 기초

2.1. 탄성과 소성의 비교 진응력과 대수변형
2.1.1 진응력
2.1.2 대수변형
2.1.3 응력-변형선도의 수식화

2.2. 응력
2.2.1 응력이란
2.2.2 2축응력상태

2.3 변형
2.3.1 수직변형과 전단변형
2.3.2 변위와 변형

2.4 재료의 항복
2.4.1 항복조건의 표현
2.4.1.1 항복조건에 사용되는 변수
2.4.1.2 항복조건의 요건
2.4.2 유용한 항복조건
2.4.2.1 von Mises 항복조건(전단변형에너지 조건)
2.4.2.2. Tresca 항복조건(최대전단응력조건)

2.5 탄성과 소성 , 구성방정식의 비교
2.5.1 탄성변형의 구성방정식
2.5.2 소성변형의 구성방정식

3. 결론 및 느낀점

본문내용

1. 소성과 관련된 연구

1.1.Al-Zn-Mg 및 Al-Mg-Mn 합금의 초소성 변형

1.1.1 초소성 정의
초소성 (superplasticity)이란 어떤. 재료가 특정한 인장 조건하에서 수백 % 이상의 높은 연신률을 나타내는 현상을 말한다. 이러한 초소성 성질을 이용하여 가공하면 가공공정의 생략에 따른 생산비 절감, 제품의 균일성 유지, 재료의 수율 향상 및 경량화 등 여러 가지 이점이 있다. 따라서 초소성 재료를 항공기 부품, 특수 차량 부품, 전자 부품 케이스 및 건축용 외부판넬 등의 제조에 응용하려는 노력이 활발히 진행되고 있다.

1.1.2 초소성 변형의 특성
재료에 적절한 가공열처리를 적용하면 초소성 변형이 가능한 미세한 결정립이나 상(phase)을 얻을 수 있는데, 이런 과정을 통해 얻은 재료에서 나타나는 초소성 현상을 미세조직 초소성(FSS)이라 한다 이러한 미세조직 초소성을 얻기 위한 조건들은 다음과 같다.
첫째로, 미세한 결정립 크기(fine grain size)를 가져야 한다. 초소성 재료의 경우 측정되는 변형률민감도(m) 값이 약 0.5로, 이는 입계미끄럼 (grain boundary sliding, GBS)에 의해 변형이 주도됨을 의미한다. 이러한 GBS가 주된 변형기구이기 위해서는 결정립 크기가 미세해야 하는데, 금속의 경우는 10 ㎛ 이하이고 세라믹의 경우는 1 ㎛ 이하이어야 한다.
세라믹 재료의 경우 금속의 경우보다 더 미세한 결정립 크기가 필요한 것은 입계 인장 파괴 응력(grain-boundary tensile-fracture stress)과 연관이 있다.
GBS가 주된 변형기구일 때 변형속도( ε)는 결정립 크기d)가 감소함에 따라 증가하는데 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.
ε ∝ d - p
여기서 p 는 결정립 크기 민감도(grain size sensitivity)이며 보통 2∼3 사이의 값을 갖는다. 그러므로 결정립 크기 미세화는 변형속도를 높이는 가장 좋은 방법이 된다. 미세한 결정립을 얻음으로써 생기는 장점은 주어진 변형속도에서 결정립 크기가 감소함에 따라 유동응력(flow stress)이 감소하게 된다는 것이다. 즉 초소성 성형 시, 적은응력이 필요하게 되어 에너지 절감 및 다이의 마모를 방지할 수 있다.

참고자료

· Elasticity and Plasticity of Large Deformations / `A.Bertram` , Springer
· Elements of plasticity :theory and computation / Ioannis Doltsinis
· 소성가공과 해석 / 김낙수 김형종 공저 , 문운당
· 소성가공 / 서영섭 최병도 송광호 공저, 기전연구사
· 소성변형 및 가공 / 김동원 저
· 건축구조물의 소성해석법 / B. G. 닐 지음, 한길사
· http:://cafe.daum.net/200714037 한라대컴응 카페 참조.
· 다음카페 : MS의 탄성과학과 파괴역학 참조. http://cafe.daum.net/elasticity0
· Wiley 교보문고 재료역학 김정규 외 4인 공저
· http://www.technonet.co.kr/ 참조. 테크노 넷.
· http://www.kormat.net/ 참조. <소재물성 데이터베이스
· 주연준. 학위논문(박사)漢陽大學校 大學院 :金屬材料工學科,1997.
· 김태원 교수님 재료역학 강의노트 참조