금속가공학

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금속가공학


금속가공학

　

■ 서 론

금속이 기계 혹은 구조물의 한 부분으로 사용될 시 이 금속재료가 어느 정도까지의 하중을 받을 수 있는가 또 금속을 주조 상태로부터 보다 유용한 형태로 소성가공시 보다 쉽게 작업 할 수 있는 온도 및 하중 속도 등의 조건 등을 야금학 적 측면에서 다루는 학문을 가공학이라고 한다.

● 탄성 및 소성가공

한 물체에 하중이 가해지면 변형하게 되고, 어느 정도까지의 하중을 가한 후에 그것을 제거하게 되면 그 물체는 원래의 치수를 다시 회복하게 된다. 이와 같이 하중을 제거하면 물체가 원래의 칫수로 되돌아가는 한계를 탄성한계라고 한다. 변형이 탄성한계를 초과하게 되면 힘을 제거하더라도 영구변형이 남아있게 된다. 이와 같이 힘을 제거하여도 회복이 되지 않는 변형을 소성변형이라고 한다.

하중이 탄성한계를 초고하지 않는 경우에는 대부분의 재료에 대하여 변형은 하중에 비례한다. 이 관계를 훅(Hook)의 법칙

X = Ex (E: Young's modulus)

을 통해서 알 수 있고 이것을 응력은 변형률에 비례한다고 표현하는 경우가 많다.

● 평균변형률과 변형률

◆ 변형률

그림 1. 축방향의 하중을 받고 있는 환봉

변형전에 보의 표면에 두 표점을 찍고 그 사이의 거리를 L0라고 하고 봉으 한 쪽을 고정시키고 다른 한 쪽에 하중 P를 걸었을 때 표점간의 거리가 만큼 늘어났다고 하면 평균 변형률은 단위 거리당 길이 변화로 정의한다.

여기서 L0와 는 길이의 단위이므로 변형룰은 무차원의 양이다.

그림 2. 그림1의 자유물체도

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공학, 기술