재료과학의 비탄성 이해

비탄성은 비선형 탄성 동작을 나타내는 금속 및 폴리머와 같은 특정 재료의 특성입니다. 즉, 재료는 응력이나 변형을 받을 때 선형 방식으로 거동하지 않습니다. 대신, 재료는 비선형 방정식으로 설명할 수 있는 응력과 변형 사이의 복잡한 관계를 나타냅니다.

1을 포함한 다양한 메커니즘에서 비탄성이 발생할 수 있습니다. 비선형 탄성 히스테리시스: 재료가 반복 하중을 받을 때 적용된 하중의 방향에 따라 다양한 응력-변형 거동을 나타낼 수 있습니다. 이로 인해 응력과 변형률 사이에 비선형 관계가 발생할 수 있습니다.
2. 소성 흐름: 재료에 높은 응력이 가해지면 소성 변형이 발생하여 비탄성 거동이 발생할 수 있습니다.
3. 점탄성: 일부 재료는 적용된 하중의 시간 규모에 따라 탄성 및 점성 거동을 모두 나타냅니다. 이로 인해 탄력적이지 않은 동작이 발생할 수 있습니다.
4. 미세구조 관련 효과: 재료의 미세구조도 비탄성 거동에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 복잡한 미세 구조를 가진 재료는 서로 다른 상이나 결함 사이의 상호 작용으로 인해 비탄성 거동을 나타낼 수 있습니다. 비탄성은 종종 비선형 방식으로 응력과 변형과 관련된 비선형 탄성 계수를 특징으로 합니다. 비선형 탄성 계수는 ​​Mooney-Rivlin 방정식이나 Yeoh 모델과 같은 다양한 수학적 함수를 사용하여 설명할 수 있습니다. 이러한 모델은 재료의 비선형 탄성 동작을 고려하고 비탄성 특성을 예측하는 데 사용할 수 있습니다.

비탄성은 많은 엔지니어링 응용 분야, 특히 높은 응력이나 반복 하중을 받는 구조 및 재료 설계에서 중요합니다. 재료의 비탄성 거동을 이해하면 엔지니어는 다양한 하중 조건에서 성능을 예측하고 특정 용도에 맞게 설계를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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