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비례 한도는 응력-변형률 곡선에서 선형 탄성 변형 영역이 비선형 소성 변형 영역으로 전환되는 지점입니다. 즉, 비례 한도는 변형률에 직접적으로 비례하는 최대 응력을 결정합니다. 이 전환점은 기울기의 특정 백분율 변화로 계산할 수 있습니다. 많은 시험 표준에서 비례 한도를 요구하지 않으므로, 재료 시험 산업에서는 실제 적용보다는 교육 목적으로 자주 사용됩니다.

비례 한도는 탄성 한도와 어떻게 다릅니까?

탄성 한도는 재료에 소성(영구) 변형을 일으키지 않고 가할 수 있는 최대 응력입니다. 많은 재료의 경우 탄성 한도는 비례 한도와 같거나 거의 같습니다. 엘라스토머와 같은 다른 재료의 경우 응력-변형률 관계가 비선형이며, 비례 한도를 지난 후에도 재료는 여전히 탄성 영역 내에 있게 됩니다. 탄성 한도는 만능 시험기를 사용하여 결정하기 어려운 본질적으로 이론적인 값이며, 이러한 이유로 재료 시험 산업에서는 실제 적용보다는 주로 교육 목적으로 사용됩니다.

비례 한도는 항복 강도와 어떻게 다릅니까?

탄성 한도와 유사하게, 재료의 항복 강도 또한 재료의 비례 한도를 넘어 발생할 수 있습니다. 탄성 한도와 달리, 응력-변형률 곡선상의 항복 강도는 ASTM 및 ISO 시험 표준에 의해 정의되었습니다. 재료의 항복 시 응력-변형률 거동에 따라, 선택된 표준에 의해 선호되는 항복 계산법이 명시됩니다. 예를 들어, 금속 시험 표준(ASTM E8 또는 ISO 6892)은 0.2% 오프셋 항복을 표준화하여 금속 산업이 서로 다른 금속을 객관적으로 평가할 수 있도록 합니다. 아래 응력-변형률 곡선은 금속 시험에서 비례 한도(기울기 4% 변화)와 0.2% 오프셋 항복점 간의 차이를 보여줍니다.

시험을 간소화하기 위해, Bluehill Universal 사용자는 프롬프트 시험 방법을 사용하여 전체 시험 과정에서 시스템 운영자에게 맞춤형 단계별 지침을 제공할 수 있습니다. 사용자는 시험 전후에 작업자 이름, 배치 번호, 시편 측정값, 시편 메모와 같은 중요한 시험 매개변수를 입력하도록 프롬프트될 수 있습니다. 자세한 지침과 그림을 프롬프트 화면에 추가하여 사용자에게 시험 설정 방법을 보여줄 수 있으며, 이는 여러 작업자 간에 시험 절차의 일관성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 프롬프트 시험 방법은 다양한 수준의 경험을 가진 여러 시험 작업자가 있을 수 있는 환경에서 유용할 수 있습니다.

시험 시작 전에 크로스헤드가 지정된 범위 내에서 시편을 순환시키기 위해 움직이는 시험 구간입니다. 프리사이클 구간 동안 데이터가 수집되지만, 후속 분석에는 사용되지 않습니다.

압력 트랜스듀서는 압력을 전기 신호로 변환하는 장치이며, 따라서 측정 센서로 사용됩니다.

용융 압력 트랜스듀서는 용융 플라스틱과 같은 고온 유체 내의 압력을 측정하도록 설계되었습니다. 이들은 압출기와 같은 가공 기계뿐만 아니라 모세관 레오미터와 같은 실험실 장비에서도 사용되며, 대부분의 응용 분야에서 크로스헤드/피스톤의 힘 센서보다 더 정확하게 테스트의 주요 원시 출력을 제공합니다. 일반적인 측정 범위는 최대 200 MPa (2000 bar 또는 30000 psi)이며, 최상의 정확도로 예상 작업 범위에 맞출 수 있도록 다양한 범위의 제품이 시판되고 있습니다.

푸아송 비는 재료가 인장력 또는 압축력을 받을 때 한 축을 따라 팽창하는 정도와 반대 축을 따라 수축하는 정도의 비율입니다. 예를 들어, 고무 밴드에 인장 변형을 가하면 축 방향으로 늘어나고 횡 방향으로 수축하여 길어지는 동시에 얇아집니다. 고무공에 압축력을 가하면 종 방향으로 수축하면서 횡축을 따라 측면으로 팽창합니다. 푸아송 비는 축 방향 및 횡 방향 변형 사이의 이러한 관계를 단순히 표현한 것입니다.

푸아송 비를 계산하는 방정식은 ν=(-ε_trans)/ε_axial로 주어집니다. 횡 변형률 (ε_trans)은 인가된 힘에 수직인 방향으로 측정되며, 축 변형률 (ε_axial)은 인가된 힘의 방향으로 측정됩니다. 주어진 시편의 탄성 영역 내에서 푸아송 비는 본질적으로 일정하며, 재료의 비례 한계 이하에서 균일하게 분포된 축 응력으로 인해 발생하는 횡 변형률과 해당 축 변형률의 비율에 음수를 취한 값입니다.

인장 시험의 경우, 횡 변형률은 시편의 음의 횡 방향 변형으로 간주되는 반면, 축 변형률은 양의 종 방향 변형으로 간주됩니다. 압축 시험의 경우 이러한 값은 반대입니다. 푸아송 비는 단위로 표현되지 않으며 일반적으로 양수입니다. 이는 모든 일반적인 재료가 인장 시험 중에 단면적이 좁아지는 현상을 겪기 때문입니다. 대부분의 재료는 0에서 0.5 사이의 푸아송 비를 가지며, 고무와 같은 고탄성 재료는 일반적으로 약 0.5의 푸아송 비를 가집니다. 스테인리스강과 같은 대부분의 금속은 일반적으로 약 0.3의 푸아송 비를 가집니다. 그러나 코르크는 푸아송 비가 거의 0에 가까운데, 이는 코르크가 축 하중을 받을 때 횡 방향 변형이 거의 없거나 전혀 없음을 의미하며, 그 반대도 마찬가지이므로 와인 병을 밀봉하는 데 이상적인 재료입니다.

시편을 표준에 따라 시험할 때, 표준은 일반적으로 푸아송 비를 계산해야 하는 축 변형률의 범위를 지정합니다. 이는 푸아송 비가 재료의 탄성 영역 내에서 결정되도록 하기 위함입니다. 예를 들어, ASTM D638에 따라 시험할 경우, 푸아송 비는 0.05%에서 0.25% 사이의 축 변형률 내에서 계산되어야 합니다. 푸아송 비는 주로 엔지니어들이 재료가 파괴되기 전에 얼마나 늘어나거나 압축될 수 있는지 확인하는 데 사용됩니다. 이는 하중을 받을 때 주어진 재료의 예상되는 치수 변화를 엔지니어들이 고려할 수 있도록 해주기 때문에 새로운 구조물을 설계하는 데 일반적으로 활용됩니다.