고분자·복합재료
점탄성의 역학 모델에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- A스프링과 대시포트를 직렬로 연결한 맥스웰 모델은 일정 변형률에서의 응력 완화를 나타낼 수 있다
- B스프링과 대시포트를 병렬로 연결한 보이트 모델은 일정 변형률에서의 응력 완화를 나타낼 수 있다
- C맥스웰 모델은 일정 응력에서 변형률이 일정한 값에 가까워지는 크리프를 나타낼 수 있다
정답과 해설 보기
정답: A. 스프링과 대시포트를 직렬로 연결한 맥스웰 모델은 일정 변형률에서의 응력 완화를 나타낼 수 있다
맥스웰 모델(직렬)에 일정한 변형률을 주면, 처음에는 스프링이 늘어나 응력이 생기고, 그 후 대시포트가 천천히 늘어나면서 스프링이 줄어들므로 응력은 σ = σ₀exp(−t/τ)(τ = η/E)와 같이 완화됩니다. 보이트 모델(병렬)에서는 스프링과 대시포트의 변형률이 항상 같으므로, 일정 변형률에서는 응력이 완화되지 않습니다. 보이트 모델이 나타내는 것은 일정 응력에서 변형률이 시간과 함께 일정한 값에 가까워지는 지연 탄성(크리프)입니다. 맥스웰 모델에 일정 응력을 가하면, 변형률은 일정한 값에 가까워지지 않고 시간에 비례하여 계속 늘어납니다. 실제 고분자는 이것들을 조합한 4요소 모델 등으로 근사합니다.