강도 강성 경도 차이 - Strength vs Stiffness vs Hardness

업무를 진행하다 보면 강도, 강성, 경도에 대해 헷갈릴 때가 종종 있습니다. 이번 포스팅에서는 이런 헷갈림을 최소화하기 위해 재료의 성질이 어떻게 다른지 정리하고자 합니다.

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강성 (Stiffness)

강성은 재료가 변형에 저항하는 정도를 의미합니다. 간단하게 설명하자면 용수철 식인 F=kx에서 k가 강성을 의미합니다. 예를 들어, 높은 강성은 스프링 상수 k가 클 것이고, 동일한 x를 변형하기 위해 힘 F가 큰 것이로 이해하시면 됩니다.

추가로, 강성은 재료의 S-S Curve에서 기울기에 해당합니다. 탄성 구간에서 보다 소성 구간의 기울기가 작으며, 이는 강성이 작아진 것으로 이해할 수 있습니다. 즉, 소성 영역에서는 힘의 증가량이 작아도 탄성 영역보다 변형률 Strain이 큽니다.

강도는 재료가 파괴될 때까지의 변형 저항을 의미합니다. 일반적으로 S-S Curve에서는 탄성 구간에서 소성 구간으로 넘어갈 때의 Yield Strength, 인장 시 Necking이 일어나기 시작하는 Ultimate Strength로 나눌 수 있습니다.

경도는 일반적으로 고무(Rubber)에서 사용하는데, 재표 표면의 무르고 단단한 정도를 의미합니다. 측정 방법에 따라 브리넬, 로크웰, 비커스 경도로 나눌 수 있으며 측정 방법과 압자(Penetrator)에 따라 명칭이 달라집니다.

이번 포스팅에서는 간단히 강성, 강도, 경도에 대해 정리해보았습니다. 내용 참고하시고 업무에 도움이 되었으면 좋겠습니다.

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