1. 강도 (Strength)
ㅇ 하중을 지탱하거나 전달할 수 있는 물체의 능력 (한계치)
- 주로, 재료가 최종적으로 파단에 이르기까지 각종 변형에 대한 저항을 표현하는 총칭
ㅇ (구분)
- 강도의 세기 구분 : 항복 강도 (yield strength), 극한 강도 (ultimate strength) 등
- 강도의 작용 구분 : 인장 강도, 굽힘 강도, 전단 강도, 압축 강도, 비틀림 강도 등
- 강도와 관련된 물성 구분 : 강성 (stiffness), 경성 (hardness), 인성 (toughness) 등
ㅇ (강도와 응력, 그리고 설계원칙)
* 강도는, 재료가 변형,파손 없이 견딜 수 있는, `재료 고유의 (재료 물성적인) 특성`으로써,
. (영향 받음) : 재료의 선택(종류), 처리 공정에 의해서 영향을 받음
. (영향 없음) : 형상(모양)에는 영향 받지 않음
* 응력은, 형상(모양),하중,위치 등에 따라 달라지는 특성
. 물체 내 작용하는 (변형을 일으키는) 힘의 분포
* 즉,
. 강도 : 재료가 파손 없이 견딜 수 있는 물성적 한계값
.. 재료의 종류와 열처리 등에 결정되며, 부품의 형상과는 무관함
. 응력 : 하중과 형상(기하학적 구조)에 의해 재료 내부에 실제로 발생하는 힘의 밀도
. 설계 원칙 : 부품 구조 내에 발생하는 최대 응력이 재료의 강도를 넘지 않도록 설계함
ㅇ (강도의 값 결정)
- 재료 마다, 고유한 값으로 정해지며,
- 반드시, 실험에 의해 결정되어야 함 ☞ 재료시험, 인장시험, 피로시험 등 참조
2. 강도의 구분
ㅇ 세기에 따른 강도의 구분 ☞ 응력 변형률 곡선 참조
- 항복 강도 (Yield Strength)
. 재료가, 탄성변형 한계를 넘어 영구변형(소성변형)이 시작되는, 임계 (최소) 응력 값
- 극한 강도, 최대 강도 (Ultimate Strength)
. 재료가, 파단 전까지 견딜 수 있는 최대 응력 값. 이 지점부터 네킹(Necking) 현상이 발생함.
- 파괴 강도, 파단 강도 (Fracture Strength)
. 재료에, 최대 강도 이상으로 하중이 가해지어, 결국 재료가 파괴되는 응력 값
ㅇ 외력 작용 방식에 따른 강도의 구분
- 인장 강도 (Tensile Strength) : 가장 일반적임 ☞ 인장 시험 참조
- 굽힘 강도 (Bending Strength)
- 전단 강도 (Shearing Strength)
- 압축 강도 (Compression Strength)
- 비틀림 강도 (Torsion Strength) 등
ㅇ 외부 환경이나 응력 조건에 따른 강도의 구분
- 정적 강도 (Static Strength) : 재료가 일방향 하중에 견디는 능력
. 주로, 규격화된 시험법에 의함 (항복 강도, 인장 강도 등)
- 피로 강도 (Fatigue Strength) : 되풀이 하중에서 재료가 견디는 능력
- 고온 강도 (High Temperature Strength) : 고온에서 재료가 변형 없이 견디는 능력
- 환경 강도 (Environmental Strength) : 특정 환경(부식,산화 등)에서 재료가 견디는 능력
ㅇ 시험편의 결함 유무에 따른 강도의 구분
- 기본 강도 (Reference strength, Intrinsic strength, Base strength)
- 결함 강도 (Defect strength, Strength with defects)
ㅇ 강도와 관련된 물성에 따른 구분
- 강성 (Stiffness, Rigidity, 剛性)
. 탄성 재료가 변형에 저항하는 정도
- 경성 (Hardness, 硬性)
. 탄성 재료의 표면이 단단하거나 무른 정도
- 인성 (Toughness, 靭性)
. 충격에 대한 재료의 저항