[00] 절단면 분석방법
부재의 절단은 인장력에 의한 절단, 전단력에 의한 절단, 인장력 및 전단력에 의한 복합절단이 있다고
판단이 된다.
절단시 발생하는 이바리는 힘이 작용한 방향과 절단 이유는 말해주는 증거가 된다.
물론 산소절단, 플라즈마 절단 등도 있으나 일단 이것은 제외한다.
1.전단이란 물체의 어떤 단면에 평행으로 서로 반대방향인 한 쌍의 힘을 작용시키면
물체가 그 면을 따라 미끄러져서 절단되는 것을 전단 또는 층밀리기라고 한다.
이 때, 받는 작용을 전단작용이라 하고 이와 같은 작용이 미치는 힘을 전단력이라고 한다.
단면이 직사각형에서 평행사변형으로 변형시 이것은 전단력에 의한 변형이다.
2.전단력에 의한 변형의 결과로 왜 평행사변형이 형성이 되는 것인가를 생각 할 필요가 있다.
ㄱ.프레스의 금형은 일반적으로 숫놈과 암놈으로 구성이 된다.
숫놈은 둥근 봉으로 직경 10[mm]이고, 암놈은 직경 11[mm]로 제작을 하고
두께 2[mm] 알루미늄 또는 철판에 펀칭작업을 하는 경우 결과는 동전 크기의 디스크가 펀칭의 결과로 생산 된다.
ㄴ.디스크의 직경은 암놈의 직경과 일치하는 11[mm]가 된다.
이 디스크를 반으로 절단한 단면은
가로 10[mm]. 세로 2[mm]의 직사각형에
양 끝에 높이 0.5[mm]의 평행사변형 두 개가 붙은 형상과 유사하다.
ㄴ.디스크의 절단면에서 한쪽은 칼날과 같이 날카롭고 반대쪽 면의 경우 맨들맨들한 경우가 많다.
이것은 전단에 의한 절단면의 특징이다.
ㄹ.디스크의 상부면에서 칼날과 같이 날카롭고, 하부면에서 맨들맨들하다.
철판의 경우 상부면이 맨들맨들하고 하부면이 칼날과 같이 날카롭다.
ㅁ.펀칭작업시 숫놈이 암놈 속으로 2[mm] 하강을 하는 경우 디스크는 철판에 붙어있다.
이것은 알루미늄과 철판의 연성 때문이다.
여기서 약간만 더 하강시키면 철판에서 디스크가 분리가 되고
이 때, 최후의 절단의 결과로 칼날과 같이 날카로운 칩(현장 용어 :이바리)이 형성이 된다.
*** 너희들은 이것으로 전단력에 의한 절단면에서 전단력이 작용한 방향에 대하여 알 수 있다.***
3.시험편에 인장력을 가하여 인장 변형에 의한 절단의 경우
단면이 축소되면서 늘어나다가 파단이 된다는 것은 너희들도 알고 있다.
절단면에서 수직인 방향으로 늘어나면서 절단이 된 경우 인장력에 의한 절단이다.
4.인장력 및 전단력에 의한 복합절단시 발생하는 이바리 상쇄효과
ㄱ.철판에 압력이 작용하여 굽힘응력이 발생하여 절단이 되는 경우
인장력 및 전단력에 의한 복합절단이 발생한다.
ㄴ.절단면과 이바리가 이루는 각은
인장력에 의한 이바리가 이루는 각은 90도이다.
전단력에 의한 이바리가 이루는 각은 0도이다.
ㄷ.인장력은 전단력에 의한 이바리 생성을 차단한다.
ㄹ.전단력은 인장력에 의한 이바리 생성을 차단한다.
ㅁ.복합절단시 발생하는 이바리 상쇄효과에 의해 복합절단에 의한 절단면은 깨끗하다.
거칠기가 작다는 말이다.
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