재료의 유연성이란?-개요

유연성이란?

유연성은 가해진 응력이 제거될 때 탄성적으로 변형되고 원래 모양으로 돌아가는 재료의 능력을 말합니다.

유연한 재료는 탄성 변형을 겪을 때 가역적으로 늘어날 수 있습니다. 탄성 한계를 특징짓는 재료 특성은 항복 강도 또는 재료가 영구적으로 파손되거나 변형되기 전에 견딜 수 있는 최대 응력입니다.

두께 외에도 재료의 유연성은 재료가 얼마나 강하고 약한지를 나타내는 항복 강도와 재료의 강성을 측정하는 탄성 계수의 비율을 사용하여 비교할 수 있습니다.

 

 

유연한 재료가 중요한 이유

유연성은 힘이 가해지거나 무언가가 부딪힐 때 부품이나 도구가 무너질 수 있기 때문에 중요합니다. 이를 통해 이러한 부품이나 도구는 부드러운 터치가 필요한 작업을 수행할 수 있습니다.

유연한 재료의 일반적인 용도
다음 응용 프로그램은 일반적으로 유연한 재료를 사용하여 3D프린팅됩니다.

범퍼

유연한 재료로 만들어진 "범퍼"는 유리나 기타 깨지기 쉬운 재료를 깨지지 않고 옆으로 밀어낼 수 있습니다. 하이네켄은 스페인 세비야에 있는 병입 공장에서 이를 위해 유연한 재료를 사용합니다.

씰링 조인트

올바른 형상으로 변형하고 꽉 끼울 수 있는 기능으로 유연한 재료로 만든 밀봉 조인트는 공장에서 액체나 오일을 사용하거나 처리하는 모든 산업에서 사용할 수 있습니다.

그리퍼

유연한 재료를 사용하여 일부 회사는 제품을 부드럽게 처리할 수 있는 그리퍼를 만듭니다.

 

유연성의 다른 유형

일상 생활에서 접하는 유연성에는 탄력성과 가소성이라는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 이 두 가지 형태의 유연성은 겉으로 보기에는 매우 유사해 보이지만 실제로 작동하는 방식을 이해하면 실제로 서로 상당히 다르고 구별되는 것이 됩니다. 가장 간단한 형태로 요약하면 재료가 두 가지 범주와 변화 형태로 구부러지는 방식을 구분할 수 있습니다.

▷ 탄성이란 힘이 가해지면 재료의 모양이 변할 수 있고 이 힘이 제거되면 원래 모양으로 돌아갈 수 있음을 의미합니다. 고무는 이것이 작동하는 방식의 좋은 예입니다. 고무 밴드를 늘리는 것을 멈추면 원래 모양으로 돌아갑니다. 힘이 가해지면 입자와 입자 간의 결합이 왜곡되지만 재료의 내부 구조는 원래 형태로 돌아갈 수 있습니다.

▷ 가소성은 물질에 힘이 가해지면 모양이 바뀔 수 있지만 힘이 제거되면 원래 모양으로 돌아 가지 않고 원래 모양으로 다시 구부리기 위해 외력이 필요하다는 것을 의미합니다. 클립에 대해 생각해 보십시오. 클립을 구부리거나 비틀어 새로운 모양으로 만들 수 있으며 다시 구부릴 때까지 이 모양을 유지합니다. 내부 구조는 하나의 단위로 남아 있지만 영구적으로 변경되고 일부 내부 결합이 끊어졌을 수 있으며 힘이 가해지기 전의 정확한 구조로 쉽게 돌아가지 않습니다.

이것이 바로 유연한 재료도 부러질 수 있는 이유입니다. 재료에 가해지는 힘이 너무 강하면 입자 사이의 결합이 손상되어 입자가 완전히 갈라지고 재료가 파손될 수 있습니다.

클립을 구부리면 격자 모양의 금속 입자 사이의 결합이 늘어나고 너무 많은 장력을 가하면 끊어집니다. 매우 탄력 있는 재료라도 부러지기 전에 늘어나는 데 상한선이 있습니다.

모든 재료는 어느 정도까지는 탄성이 있고 플라스틱입니다. 그리고 사람들이 무언가를 만들려고 할 때 얼마나 탄력이 있는지 이해하는 것이 중요합니다. 건물에는 어느 정도의 탄성을 가진 재료가 필요하므로 무언가에 부딪힐 경우 파손되지 않고 충격의 일부를 흡수할 수 있으며, 충격이 재료가 구부러지지 않고 흡수할 수 있는 것 이상인 경우 완전히 파손되는 것보다 더 많이 구부러지도록 하는 가소성.

현대의 자동차는 가소성이 작동하는 방식의 좋은 예입니다. 자동차는 구겨지고 구부러질 만큼 충분히 플라스틱인 재료로 만든 크럼플 영역으로 설계되어 더 단단해야 하는 자동차의 중앙 구조가 충격을 흡수하지 않도록 합니다. 파손되어 승객에게 심각한 부상을 입히지 마십시오.

 

유연성과 탄력성의 차이점

유연성과 탄력성은 두 가지 다른 개념과 속성입니다. 예를 들어, 고무(실온에서)는 주로 탄성이 있고 유연한(연성) 재료인 반면, 유리(실온에서)도 탄성이 있지만 단단합니다(취성). 재료의 유연성은 탄성이 아니라 재료의 인성(충격 하중에 대한 저항) 특성과 관련된 특성입니다.

따라서 탄성 재료는 매우 강하거나(연성) 매우 부서지기 쉽습니다. 탄성은 영구 변형(소성 변형에 대한)에 대한 재료의 저항인 반면, 연성(유연성)은 재료가 변형 중에 흡수할 수 있는 에너지의 양과 관련이 있습니다. 유리는 고무보다 훨씬 더 단단하고 탄력적이지만 훨씬 적은 에너지로 더 쉽게 부서집니다. 고무는 유리보다 단단하지만 덜 단단합니다.

문제의 재료 A와 B의 경우: 탄성 계수가 높은 재료 A는 계수가 작은 재료 B보다 변형이 훨씬 적습니다. B는 훨씬 적은 힘(응력)으로 변형되기 때문에 A보다 더 유연하다고 말할 수 있습니다. 즉, 재료 B는 변형이 더 쉽게 가역적/일시적(탄성) 또는 비가역적/영구적(플라스틱)일 수 있습니다.