1. 변형 (Deformation 또는 Strain) δ
ㅇ 가해진 힘(외력)은, 물체 내부의 응력(변형력)으로 분포되며, 이는 물체의 변형을 일으킴
ㅇ 결국, 재료는, 외력으로 유발된 변형력(응력)에 대응하여, 변형으로 반응하게 됨
2. 변형의 유형 구분
ㅇ 변형 방향에 의한 구분
- 수직 변형 (세로 변형)
. 인장 변형 (Tension)
. 압축 변형 (Compression)
- 수평 변형 (가로 변형)
. 전단 변형 (Shear Stress)
ㅇ 원형 복구 여부에 의한 구분
- 탄성 변형 (Elastic Deformation)
. 하중이 제거되면 원래 형상으로 되돌아가는 일시적인 변형
- 소성 변형 (Plastic Deformation) 또는 영구 변형 (Permanent Deformation)
. 하중이 사라져도 원래 형상으로 되돌아가지 못하는 영구적인 변형
ㅇ 변형 형태에 따른 구분
- 인장 (Tension)
- 비틀림 (Torsion, Twisting)
- 굽힘 (Bending)
ㅇ 변형 단계에 따른 구분 : (탄성 변형 → 항복 → 소성 유동)
- 탄성 변형 (Elastic Deformation) : 훅의 법칙 성립, (하중 제거 → 원상복귀)
- 항복 (Yielding) : 소성 변형 시작
- 소성 유동 (Plastic flow) : 유동처럼 변형되는 거동
. 응력 증가 없이도 변형이 지속되거나, 응력 증가와 함께 지속적인 영구 변형 발생
3. 변형량 (Amount of Deformation)
※ ☞ 변형량 참조
- 외력에 의해 물체의 형상 또는 크기가 변한 양 : δ = ε L = F/(E A) L = (F L)/(E A)
4. 변형률 (Stain 때론, Strain Rate) ε
ㅇ 변형력(응력)으로 인해 변형하는 정도
- 변형량과 원래 치수와의 比 [무 차원 (比)]
. (단위 길이 당 치수 변화), (단위 길이 당 신장량)
ㅇ 관계식
- (변형률 ε) = (변형량 δ) / (길이 l) [무 차원]
[# ε = \frac{δ}{l} = \frac{Δl}{l} #]
ㅇ 변형률 단위
- 마이크로스트레인[μ-strain], 백만분율[ppm], [㎛/m] 등 [무 차원]
. 例) 0.002 = 2,000 x 10-6 [strain] = 2,000 [μ strain]
.. 통상, 변형률 값은 매우 작음
※ [참고] ☞ 변형률 구분, 포아송비(세로 변형률과 가로 변형률과의 比) 참조
- 세로 변형률, 가로 변형률, 전단 변형률, 체적 변형률
- 공업 변형률(공칭 변형률), 참 변형률
※ [참고]
- 고체는, `길이 변형률`로 정의되고,
- 유체의 경우에는, ☞ `체적 변형률`로 정의됨