가공전차선의 구조물에 대한 응력-변형율의 선도를 그리고 설명하시오.

가공전차선의 구조물에 대한 응력-변형율의 선도를 그리고 설명하시오.

1. 선도의 작성 개요
가. 어떤 재료의 응력과 변형율 사이의 관계는 인장 시험으로 결정함.
나. 시료를 인장 시험기에 장치하고 인장하중을 가하여 시험
다. 인장하중을 점증시켜 시료에 가해지는 힘과 신장량을 측정하여 응력-변형율 선도를 작성함
2. 응력 변형율 선도

                                                     [그림1]연동 응력 변형율 선도

가. 0부터 A점까지는 직선으로 응력과 변형율이 정비례함
나. 탄성이 유지되는 A점을 비례한도 B점을 탄성한도라 함
다. 탄성 한도를 지나 C 점에 도달하면 인장력 P의 증가 없이도 신장이 생기기 시작 하며 이 지지점을 재료의 항복점이라 하고 이런 현상을 항복 현상이라 함.
라. C, D 영역은 재료가 소성된 상태라 함. 봉의 경우 A 점(비례한도)까지 생긴 신장량의 10-15배의 소성 신장이 생김.
마. E점에서는 은력이 최대값이 되고 극한 응력에 도달했다고 함. E점을 넘으면 하중이 감소하여도 재료의 신장이 계속되어 F점에서 파단이 일어남
바. OQ를 잔류 변형 또는 영구 변형이라고 하며 봉의 단면적 감소 현상이 생김. D점까지는 미치지 않으나 D점을 넘어서면 면적의 감소가 응력의 계산 값에 현저한 영향을 미침.
3. 응력-변형율과의 관계
가. 훅의 법칙에서 응력과 변형율
1) 모든 재료는 탄성한도 내에서 응력도와 변형도가 정비례함.
2) 응력도 = 탄성계수 x 변형도
3) 변형률

  , 응력

여기서,  

: 부재의 원래 길이
 

  : 늘어난 길이

    : 인장력
  A    : 단면적

나. 지수 법칙
1) 훅의 법칙이 성립되지 않을 때 사용(주철, 아연, 고무, 석재 등)
 

 여기서, 는 종탄성계수
  

=1 이면 훅의 법칙과 일치하여 직선 형태임
 

 이면 하향 곡선(주철, 석재, 콘크리트)

  이면 상향 곡선(고무, 가죽 등)

다. 기타사항
1) 재료의 내부에 탄성 한도를 넘는 응력이나 외력을 장기간 받는 경우 피로에 의한 영구적인

   변형 →치수변화 → 파단
2) 응력의 탄성한계 이내의 값을 허용 응력이라 함.