탄성계수가 관건. 보 이론. 단단한 설계.
단단한 구조를 위한 재료 선정. 강성은 탄성계수와 단면 2차 모멘트의 곱입니다. 탄성계수가 높은 재료를 쓰면 얇으면서도 단단한 구조를 만들 수 있습니다.
강성을 고려한 소재 선정
탄성계수 순으로 세라믹, 강, 티타늄, 주철, 알루미늄, 마그네슘, 엔지니어링 플라스틱, 그리고 범용 플라스틱.
핵심 원칙.
기준 탄성계수
흔한 재료 가운데 탄소강의 탄성계수가 가장 높습니다.
진동 감쇠
주철은 진동을 잘 잡으면서도 알맞은 강성을 지닙니다.
단단하면서 가벼움
티타늄은 강의 탄성계수의 55%, 밀도의 56%입니다.
가볍지만 덜 단단함
알루미늄의 탄성계수는 강의 35%.
가장 가볍고 E는 낮음
밀도가 가장 낮지만 탄성계수도 낮습니다.
이방성
복합재의 강성은 섬유 방향에 달렸습니다.
가장 단단한 플라스틱
PEEK는 엔지니어링 플라스틱 가운데 가장 단단한 축에 듭니다.
E = 8~12 GPa
유리섬유는 플라스틱의 탄성계수를 세 배로 만듭니다.
건설
건설 규모에 쓰는 단단한 재료.
자주 묻는 질문
탄성계수 순으로 세라믹, 강, 티타늄, 주철, 알루미늄, 마그네슘, 엔지니어링 플라스틱, 그리고 범용 플라스틱.
질량당 강성을 나타내는 지표입니다. 강과 알루미늄은 거의 같고, 베릴륨과 복합재가 가장 높습니다.
치수는 세제곱으로 들어가 탄성계수보다 훨씬 크게 작용합니다. 두께를 두 배로 하면 강성은 여덟 배, 재료를 바꿔도 효과는 많아야 세 배입니다.
탄소섬유는 섬유 방향으로 단단하고 가로로는 약합니다. 균형을 맞추려면 45도와 0/90도를 함께 적층합니다. 고급 용도입니다.
무충전에서는 PEEK, PEI, PSU가 가장 단단합니다. 유리섬유를 넣으면 3~5배, 탄소섬유를 넣으면 그보다 더 올라갑니다.
단단한 금속 중에서는 강이 가장 쌉니다. 알루미늄은 더 싸지만 덜 단단합니다. 복합재는 비싸도 비탄성계수가 높습니다.
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