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응력(Stress)이란?
응력(Stress)과 변형률(Strain)은 제품의 내구성(Durability)과 피로도(Fatigue)를 분석할 때 기본이 되는 측정 값입니다.
응력이란 그리스 문자로 σ 로 표현하고 시그마(Sigma)로 읽습니다. 간단하게 면적 당 받는 힘입니다. 단위는 파스칼 (MPa)을 사용 합니다.
수식은 아래와 같습니다.
면적이 A0인 표면에 힘 F가 가해질 때 응력은 위와 같이 표현 됩니다.
변형률(Strain)이란?
시편(DUT)이 받는 변형의 정도를 의미합니다. 예를 들어 어떤 시편에 인장력이 가해 졌을 경우 해당 시편은 인장력 방향에 의해 길이가 변하게 됩니다. 변형률은 측정 지점의 원래 길이에서 변화율의 비로 표현됩니다.
수식은 아래와 같습니다.
그리스 문자 ε 로 표현 하고 입실론이라고 읽습니다.
L0의 원래 측정지점의 길이면 ΔL은 길이 변화 정도 입니다. 단위(Unit)는 동일 단위로 나누기 때문에 특정 단위는 없지만 일반적으로 길이 변화율이 마이크로 단위로 발생하기 때문에 uε 로 종종 표기 합니다.
Stress와 Strain 관계
위 그림을 통해 Stress와 Strain의 관계를 이해할 수 있습니다. 위 그림은 시편에 인장력(Tensile Force)를 가하는데 측정을 원하는 위치에 스트레인 게이지(Strain Guage)를 부착 합니다. 그리고 인장력을 가하면서 변형률(스트레인, Strain)을 측정 합니다.
여기서 구해진 Strain 값을 이용해서 재료 시험을 통해 구한 Young's Modulus 로 Stress 값을 구해 냅니다.
최종적으로 위 그림과 같은 관계식 그래프(Curve)를 구할 수 있습니다.
위 그래프의 특성에 대해서는 다음 포스터에서 다루도록 하겠습니다.
참조 문헌>>
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