Elasticity   탄성

(2023-05-28)

Elastic Force, 탄성력, Restoring Force, 복원력, Elastic Limit, 탄성 한계, Elastic Restoring Force, 탄성 복원력


1. 탄성 (Elasticity) 

  ㅇ 외부 에 의하여 변형을 일으킨 물체(용수철 등)가 이 제거되었을 때,
     원래의 크기,모양으로 되돌아가려는 성질 (가역적인 변형)

  ※ 반대어 : 소성 (Plasticity) 
     - 변형이 남게되는 성질 (비 가역적인 변형)


2. 탄성률 (Elastic Modulus)고체에서의 탄성률  
     - 주로, `길이 탄성률 (탄성계수, 영률)`로 평가함
        . 기계 재료 상의 이같은 성질을 나타내는 용어는, 강성도 라고 함 

  ㅇ 유체(액체,기체)에서의 탄성률
     - 주로, `체적 탄성률`로 평가함

  ※ [참고] ☞ 고체 및 유체 탄성률 비교 참조


3. 탄성력(Elastic Force) = 복원력(Restoring Force) = 탄성 복원력(Elastic Restoring Force)

  ㅇ 원래의 모양으로 되돌아가려는 
     - 계를 평형상태로 되돌리는 

  ㅇ 例) 스프링 장력, 기타줄의 횡방향 4. 탄성력(복원력)의 표현식 (탄성 한계 내 선형 관계식)

  ㅇ 탄성체에서 복원력 F은 변형시킨 거리(변위) δ에 비례
     -  F복원력 = - k δ 
        .  F복원력 : 용수철의 복원력  ☞ 후크의 법칙(Hooke's Law) 참조
        .  k  : 비례 상수 / 스프링 상수 (Spring Constant) / 스프링강성도 / 탄성계수  [N/m]
        .  δ : 변위 / 변형량 / 신장량 [m]

  ㅇ 즉, 복원력은 신장량(δ)에 선형 비례 (k) 함


5. 탄성 구분 : 선형 탄성 및 비선형 탄성선형 탄성
     - 대부분의 고체는 작은 변형률에서 선형적인 탄성 거동을 보임
        . `응력 변형률 곡선`이 선형 비례적이며, 
           
        . 후크의 법칙(스프링 등)에 의해 정의할 수 있음

  ㅇ 비선형 탄성
     - 비례적인 탄성 관계를 갖지 않는 소성 변형을 갖는 경우를 말하나,
     - 예외적으로, 고무줄은 큰 변형률로 변형된 이후에도, 하중이 제거되면 변형에 의해
       저장된 에너지 대부분이 복원에 사용되는 특성을 갖음


6. 탄성 한계 (Elastic Limit)

  ㅇ 모든 고체는 탄성 한계를 갖으며, 그 이후에는 어떤 영구적 변형을 갖음
     - 탄성 한계 내에서 선형적 탄성 거동을 하다가,
     - 그 이상이 되면, 원래 크기와 모양으로 되돌아가지 못함   ☞ 소성 변형(영구 변형) 참조

  ㅇ 만일, 완전 취성(Brittle)이면 갑자기 그대로 깨어짐


7. 탄성론 (Theory of Elasticity)고체를 완전한 탄성체로 간주하고, 
  ㅇ 고체의 변형 문제를 1,2,3차원으로 일반화시켜,
  ㅇ 미분방정식 형태의 관계식으로 를 푸는,
  ㅇ 다소 높은 수학지식을 필요로하는 분야

힘의 종류
   1.   2. 마찰력   3. 중력   4. 탄성력   5. 중심력   6. 전기력   7. 응력   8. 압력   9. 장력   10. 표면 장력  
기계적 성질
   1. 기계적 성질   2. 강도   3. 강성   4. 경성   5. 인성   6. 탄성   7. 소성   8. 연성,전성   9. 취성  
탄성
   1. 탄성   2. 후크 법칙   3. 탄성 계수   4. 선형 탄성계수   5. 컴플라이언스   6. 체적 탄성률  


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