유리는 단단하고 부서지기 쉬운 물질입니다. 하지만 고온에서 녹인 후 작은 구멍을 통해 빠르게 뽑아내어 매우 가는 유리 섬유로 만들면 매우 유연해집니다. 유리도 마찬가지입니다. 일반 블록 유리는 단단하고 부서지기 쉬운 반면, 섬유 유리는 유연하고 유연한 이유는 무엇일까요? 이는 기하학적 원리로 잘 설명됩니다.
막대기를 구부리는 것을 상상해 보세요(파손이 없다고 가정하고). 막대기의 각 부분이 다양한 정도로 변형됩니다. 구체적으로, 바깥쪽은 늘어나고 안쪽은 압축되며 축의 크기는 거의 변하지 않습니다. 같은 각도로 구부릴 때 막대기가 얇을수록 바깥쪽은 덜 늘어나고 안쪽은 덜 압축됩니다. 다시 말해, 얇을수록 같은 정도의 굽힘에 대한 국부 인장 또는 압축 변형 정도가 작아집니다. 모든 재료는 유리를 포함하여 어느 정도 연속적인 변형을 겪을 수 있지만, 취성 재료는 연성 재료보다 최대 변형을 덜 견딜 수 있습니다. 유리 섬유가 충분히 얇으면 큰 정도의 굽힘이 발생하더라도 국부 인장 또는 압축 변형 정도가 재료의 지지 범위 내에 있으므로 파손되지 않습니다.
재료의 인성과 취성은 절대적인 것이 아니라는 것을 알 수 있습니다. 재료의 성능은 자체의 내부 조성 및 구조뿐만 아니라 규모와도 관련이 있습니다. 또한, 힘의 방향과 같은 요인과도 관련이 있습니다. 예를 들어, 많은 재료는 매우 느린 외부 효과에서는 유체처럼 거동하고, 빠른 외부 효과에서는 강체처럼 거동합니다. 따라서 재료의 특성을 분석할 때는 특정 용도나 영향을 받는 시나리오도 고려해야 합니다.
게시 시간: 2022년 7월 4일
