플라스틱 굴곡 탄성율 - peullaseutig gulgog tanseong-yul

굴곡탄성률(Flexural Modulus)의 의미에 대하여

플라스틱 굴곡 탄성율 - peullaseutig gulgog tanseong-yul
고장분석2021. 5. 4. 8:59

Definition - What does Flexural Modulus mean?

플라스틱의 굴곡탄성률은 3점 굴곡시험(3-point flexural test) 을 실시하여 측정합니다.

굴곡시험은 고정된 길( L )의 시편은 두 개의 지지대에 놓이고, 중심에는 하중 F가 가해집니다.

3점 굴곡 시험은 일반적으로 ISO 178 혹은 ASTM D790에 따라 수행됩니다.

플라스틱 굴곡 탄성율 - peullaseutig gulgog tanseong-yul

<그림1> 3점 굴곡시험법

출처:http://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=flexural_strength_tests_of_ceramics

위의 시험을 통하여 굴곡탄성률 Ef는 아래의 공식으로 표현됩니다.

Ef = L3F/4wh3d

여기서:

w = 시험부 폭

h = 시험부 깊이 또는 두께

또는 휨 계수는 다음과 같이 표현될 수 있다.

Ef = L3m/4wh3

여기서:

m = 하중-편향 곡선의 선형 기울기 부분(또는 기울기)

재료의 굴곡탄성률은 재료의 딱딱함(sfittness) 혹은 굽힘에 저항하는 정도를 평가하는 기계적 특성입니다.

굴곡탄성률은 기다란 재료의 수직방향에 하중이 주어졌을 때 평가됩니다.

재료의 굴곡탄성률은 응력-변형 곡석(S-S Curve)의 직선부 기울기를 측정하여 계산됩니다. 즉, 응력을 그에 상응하는 변형량으로 나눈값입니다.

플라스틱 굴곡 탄성율 - peullaseutig gulgog tanseong-yul

<그림2> 곡선의 굴곡탄성률을 보여주는 S-S 곡선

출처:https://journals.plos.org/plosone/article/figure?id=10.1371/journal.pone.0016359.g006

이상적으로, 물질의 굴곡탄성률은 Young모듈러스와 같습니다.

실제적으로 소재의 굴곡탄성률이 높을수록 굽힘이 어렵습니다. 반대로, 굴곡탄성률이 낮을수록 재료는 가해지는 힘에 의해 쉽게 휘어집니다.

굴곡탄성률은 응력 대 변형률의 비율로 표현되므로 굴곡탄성률의 표준 측정 단위는 파스칼(Pa 또는 N/m2)입니다. 그러나 강철 및 콘크리트와 같은 재료에서 이 특성은 일반적으로 메가파스칼 또는 기가파스칼(MPa 또는 GPa)로 표현됩니다. 굴곡탄성률에 대한 동등한 미국 관습 단위는 제곱인치당 파운드(psi)입니다.

자료의 출처: https://www.trenchlesspedia.com/definition/2684/flexural-modulus

위의 글은 네이버의 "플라스틱의 고장분석"이라는 카페에서 가져온 내용입니다.

카페를 방문하시면 더 많은 정보를 얻을수 있습니다.

http://cafe.naver.com/plasticsfa

플라스틱 물성의 이해 - 기계적 특성!

플라스틱 굴곡 탄성율 - peullaseutig gulgog tanseong-yul
VIP ROY2018. 9. 20. 12:14

플라스틱 굴곡 탄성율 - peullaseutig gulgog tanseong-yul

굴곡특성(Flexural Bending Test)

굴곡특성은 물질이 영구적변형 및 파괴되지 않고 얼마나 휠 수 있는가를 나타내는 척도이다.

1) 굴곡 탄성율
굴곡탄성율은 폴리머에 굴곡하중을 걸어 탄성한계 내에서의 응력과 변형의 비율이다. 일반적으로 . 일반적으로 결정화 도와 용융지수가 크고 아이소탁티시티가 아이소탁티시티가 클수록 굴곡탄성율이 좋고, 코폴리머 보다는 호모폴리머의 굴곡 탄성율이 높다

- 시험방법 : ASTM D 790, : ASTM D 790, 단 위: kg/㎠
- 시 편: 시편의 크기는 1/8 ×1/2×5in나 더욱 얇은 두께(1/ 16 in) (1/ 16 in) 1/ 16 in)의 시이트로가능하다. 이 떄 길이 와 넓이는 두께에 따라 달라진다.

- 시험개요: 위의 그림과같이 시편을 2 인치 떨어진 두 지지대 위에 올려 놓는다. 정해진 속도로 시편의 중심에 힘을 가해, 파괴점에서의 , 파괴점에서의 힘을 기록하게 되는데 이 힘이 굴곡강도이다. 대부분의 열가소성 수지는 시편의 심한 변형에도 불구하고 파괴되지 않기 때문에 굴곡강도를 얻어낼 수 없 다. 이와 같은경우에는 5 %의 변형도가 발생했을 때의 탄성율을 대신해서 사용한다. 또한 시편이 파괴되지 않을경우 항복점에서의 하중으로 P 값을 대신 대입하여 굴곡강도를구한다.
굴곡탄성율(kg/㎠) =3PL / 2BD²

2) 굴곡강성
물질이 영구히 뒤틀리거나 파손되지 않고 구부러질 수 있는 최대의 힘, 즉 파단 순가에 인장응력이 작용 하고 있는 외부표면에 작용하는 최대의 응력을 말한다.

- 시험방법 : ASTM D 747, : ASTM D 747, 단 위: kg/㎠
- 시 편: 대개 1mm의 압축시이트로부 압축시이트로부터 다이커터를 이용하여 가로 12.7mm 세로 12.7mm 세로 6.35mm의 6.35mm의 시편을 취한다
- 시험개요: 시험기위에 잘 고정시킨 다음 Rotary Shaft 를 Rotary Shaft 를 손으로 돌려 하중 눈금이 1 %가되도록 하고 각도지시계의 영점조정을 행한다. 모터를 가동시켜 클러치를 작용시키고각도가 3 。, 6。 , 9。일 때의 하중의 눈금을 읽고 이 각도와 눈금으로부터 굴곡강성값을 구한다.

- 인장특성 (Tensile (Tensile (Tensile Strength Strength Strength)
인장특성은 일정 시편에 외력(인장하중)을 가하여 그 재료가 파괴될 때까지의 응력과 변형(Stress- (Stress-Strain, Strain, 이하 S -S로 표시)의 관계로 표시되는 기계적 성질이다.
인장강도(Tensile Strength) : (Tensile Strength) : 재료가 인장 하중에 의해 파단할 때의 최대 응력을 말한다. 최대 하중을 시 험편 원래의 단면적에서나눈 값을 kg/㎠의 단위로나타낸다.
인장특성은 재료의 인장(시편을 양쪽에서 잡아당김)시 재료가 받는 여러가지 특성을 측정하는 시험항목으 로써 플라스틱의 기계적물성 시험중 가장 일반적인항목이다.
인장강도는 크게 항복점에서의 인장강도와 파단점에서의 인장강도로 나뉘며항복점(Yield Point)은 ield Point)은 재료가 받는 최고점에서의 힘을의미하며, 파단점(Break Point) 는 (Break Point) 는 재료가 끊어지는 시점에서의 힘. 신율(Tensile Elongation) (Tensile Elongation) : 재료가 인장 하중에 의해 파단할 때의 최대 늘어난 길이를 말한다. 단위는 % 로 나타낸다.

시험방법: ASTM D 638 : ASTM D 638
- 단 위: 인장강도 : kg/㎠, 신장율 : %
- 시 편: 시험시편은사출성형이나 압출성형으로 만든다. 시편의크기는 변할수도 있지만 대개 두께 는 1/8 인치이고, 일반적인모양 및 치수를 그림 7. 과 표5. 에 각각 나타내었다

- 시험개요: 아령모양의 시험시편의 양끝을 인스트론(Instron)인장시험기의 (Instron)인장시험기의 물림쇠(Jaw)에 물린다. 한쪽 물림쇠는고정시키고 움직일 수 있는 다른 한쪽을 분당 0.05, 0.2, 0.5, 2, 20 인치등의 0.05, 0.2, 0.5, 2, 20 인치등의 여러가 지 속도로 당겨준다. 일정한 속도와 힘으로 당겨서 얻어진 값을 토대로 다음식에 의해 인장강도와 신장율을 구한다.
- 인장강도(kg/㎠) = 절단시의 하중(kg) /(시험시편의 두께(cm) ×시험편의 폭(cm))
- 신장율(%) = 시험편의신장(cm) / 표점간의 거리(cm)