휨 계수

역학에서 휨 계수 또는 휨 계수는^[1] 휨 변형에서 변형되는 응력의 비율 또는 재료가 휨에 저항하는 경향으로 계산되는 집약적 특성이다. 휨 시험(ASTM D790 등)에 의해 생성된 응력 변형 곡선의 기울기에서 결정되며 면적당 힘의 단위를 사용한다.^[2] 3점 벤딩 테스트를 사용하여 정의된 휨 계수는 선형 응력 변형률 응답을 가정한다.^[3]

휨 계수 측정

등방성 선형 물질로 작용하는 사각형 빔의 3점 시험의 경우, 여기서 w와 h는 빔의 폭과 높이인 경우, 나는 빔의 단면적의 두 번째 모멘트, L은 두 외부 지지대 사이의 거리, d는 빔의 중간에 가해지는 하중 F로 인한 굴곡이다.^[4]

E_{\mathrm {flex}}={\frac {L^{3}}}{4wh^{3}d}}}

탄성빔 이론으로부터

d={\frac {L^{3}}}F}{48IE}}

직사각형 빔의 경우

I={\frac {1}{12}wh^{3}}

따라서 $E_{\mathrm {flex} }=E$ $E_{\mathrm {flex} }=E$ $E_{\mathrm {flex} }=E$ $E_{\mathrm {flex} }=E$ = $E_{\mathrm {flex} }=E$ ${\displaystyle E_{\mathrm {flex} }=E}($ 탄성계수)

이상적으로 휨 또는 휨 탄성 계수는 인장 계량(Young's modulus) 또는 압축 탄성 계수와 동일하다. 실제로 이러한 값은 서로 다를 수 있으며, 특히 비탄성(시간 의존성) 재료인 폴리머에 대해서는 더욱 그러하다.^[3] 또한 휨 계수와 영의 계수의 등가성은 굴곡 표본이 인장 및 압축 변형률 모두를 가지기 때문에 등가 압축 및 인장 모듈리를 가정한다. 특히 폴리머는 같은 재료에 대해 압축과 인장 모듈리가 확연히 다른 경우가 많다.^[5]

참조

^ Zweben, C.; W. S. Smith & M. W. Wardle (1979), "Test methods for fiber tensile strength, composite flexural modulus, and properties of fabric-reinforced laminates", Composite Materials: Testing and Design (Fifth Conference), ASTM International: 228–228–35, doi:10.1520/STP36912S, ISBN 978-0-8031-4495-8
^ D790-03: Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials, West Conshohocken, PA: ASTM International, 2003
^ ^a ^b Askeland, Donald R. (2016). The science and engineering of materials. Wright, Wendelin J. (Seventh ed.). Boston, MA. p. 200. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750.
^ Zweben, C.; W. S. Smith & M. W. Wardle (1979), "Test methods for fiber tensile strength, composite flexural modulus, and properties of fabric-reinforced laminates", Composite Materials: Testing and Design (Fifth Conference), ASTM International: 228–228–35, doi:10.1520/STP36912S, ISBN 978-0-8031-4495-8
^ Tsai, S. W. (December 1979). Composite Materials, Testing and Design. ASTM. p. 247. ISBN 9780803103078.

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[1] Zweben, C.; W. S. Smith & M. W. Wardle (1979), "Test methods for fiber tensile strength, composite flexural modulus, and properties of fabric-reinforced laminates", Composite Materials: Testing and Design (Fifth Conference), ASTM International: 228–228–35, doi:10.1520/STP36912S, ISBN 978-0-8031-4495-8

[2] D790-03: Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials, West Conshohocken, PA: ASTM International, 2003

[:0-3] Askeland, Donald R. (2016). The science and engineering of materials. Wright, Wendelin J. (Seventh ed.). Boston, MA. p. 200. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750.

[4] Zweben, C.; W. S. Smith & M. W. Wardle (1979), "Test methods for fiber tensile strength, composite flexural modulus, and properties of fabric-reinforced laminates", Composite Materials: Testing and Design (Fifth Conference), ASTM International: 228–228–35, doi:10.1520/STP36912S, ISBN 978-0-8031-4495-8

[5] Tsai, S. W. (December 1979). Composite Materials, Testing and Design. ASTM. p. 247. ISBN 9780803103078.

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