응력-변형율 곡선

응력-변형율 곡선 (Stress-Strain Curve)는 재료의 양단에서 당겼을 때 재료가 늘어나는 길이에 관한 그래프이다.

 

재료의 응력-변형율 곡선은 보통 다음과 같다. x 축의 Strain이 재료가 늘어나는 길이의 비율인 변형율이고, y축은 물질 양단으로 당기는 단위 면적당 힘인 응력이다.

 

 

응력-변형율 곡선에서 Elastic 영역은 재료에 응력을 제거하면 원래의 길이로 돌아가는 영역이다. Elastic 영역 이상으로 재료가 늘어나면 응력을 제거해도 원래의 길이로 돌아가지 않고 원래의 길이보다 더 커지는 Plastic 영역이 된다. 즉, 10cm의 철사를 양쪽에서 당겨 12cm가 되고 이 때 힘을 제거했을 때 Elastic 영역이라면 다시 10cm가 되지만 Plastic 영역이라면 11cm 정도로 원래 10cm 보다 더 길어진다.

 

Plastic 영역이 시작되는 지점은 Yield Point라고 한다. Ultimate Stress Point는 재료가 파괴되기 전까지 견디는 응력이 최대가 되는 지점이다. Breaking Point는 재료가 파괴되는 지점이다.

 

재료에 특정 변형율을 주었을 때 양단에 걸리는 응력을 측정하는 방식으로 응력-변형율 곡선을 구한다. 예를 들면, 10cm 길이의 재료가 있을 때 11cm, 12cm, 13cm 등으로 길이를 늘리면서 각각의 길이일 때 받는 힘을 측정하여 곡선을 그린다. 즉. 힘을 변화 시키면서 그 때 변하는 변형율로 응력-변형율 곡선을 구하지 않는다.