[고체역학] 고체역학 퍼펙트 완성 [6-9] necking 발생지점에서의 n 유도 시 사용하는 s... (dynamics, law, curve, stress, strain)

질문 요약

고체역학 퍼펙트 완성 강의에서 plasticity constitutive law는 true s-s curve와 engineering s-s curve에 모두 적용되는가요? 그리고 true stress와 strain이 사용되는 이유는 무엇인가요?

답변 요약

[첫 번째 질문에 대한 답변] True Stress-strain curve는 Stress와 Strain의 관계를 power relationship으로 나타내는 것을 의미합니다. [두 번째 질문에 대한 답변] Engineering strain이 strain hardening region에서 작은 이유는 Necking 구간까지 True stress와 Engineering stress의 곡선이 유사하기 때문입니다. 따라서 Necking 이후에는 단면적이 감소하므로 power relationship으로 보정하여 True stress를 계산합니다. 이를 통해 Strain hardening exponent를 구할 수 있습니다.

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고체역학의 이해: 플라스티시티와 스트레스-스트레인 곡선

고체역학은 우리가 일상 생활에서 접하게 되는 다양한 구조물들의 특성과 거동을 이해하고 예측하는 데 매우 중요한 학문입니다. 그 중에서도 플라스티시티 및 스트레스-스트레인 곡선은 고체역학을 이해하는 데 핵심적인 개념입니다. 이번 포스팅에서는 이러한 개념들에 대해 조금 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

플라스티시티와 스트레스-스트레인 곡선

플라스티시티는 재료가 변형된 후 원래의 모양으로 돌아오지 않는 성질을 의미합니다. 이러한 플라스티시티는 스트레스와 스트레인의 관계를 나타내는 곡선, 즉 스트레스-스트레인 곡선을 통해 설명될 수 있습니다. 스트레스-스트레인 곡선에는 두 가지 타입이 있습니다. 하나는 '트루 스트레스-스트레인 곡선'(True S-S Curve)이고, 다른 하나는 '엔지니어링 스트레스-스트레인 곡선'(Engineering S-S Curve)입니다.

트루 스트레스-스트레인 곡선

트루 스트레스-스트레인 곡선은 재료의 실제 변형을 나타내는 곡선입니다. 이 곡선은 스트레스와 스트레인의 관계를 제곱 관계로 나타냅니다. 이를 통해 재료가 받는 스트레스에 따른 실제 변형을 정확하게 파악할 수 있습니다.

엔지니어링 스트레스-스트레인 곡선

반면, 엔지니어링 스트레스-스트레인 곡선은 재료의 초기 상태를 기준으로 한 스트레스와 스트레인의 관계를 나타내는 곡선입니다. 이 곡선은 트루 스트레스-스트레인 곡선보다는 대략적이지만, 재료의 전반적인 성질을 파악하는 데 유용합니다.

스트레인 하드닝 지수의 유도

스트레인 하드닝 지수는 재료가 플라스티시티 변형을 겪으면서 강화되는 정도를 나타내는 지수입니다. 이 지수는 트루 스트레스-스트레인 곡선을 통해 유도될 수 있습니다. '네킹'(Necking)이라는 현상이 발생한 이후의 영역에서는 재료의 단면적이 지속적으로 감소하게 되므로, 이를 보정하기 위해 트루 스트레스-스트레인 곡선을 사용하게 됩니다.

고체역학은 이처럼 복잡하고 다양한 개념들을 통해 고체의 거동을 이해하고 예측합니다. 이러한 이해는 다양한 분야에서 중요한 응용을 가능하게 합니다. 다음 포스팅에서는 이러한 개념들을 바탕으로 고체역학의 다양한 응용에 대해 논의해보도록 하겠습니다.

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