■ 단위에 대한 기본개념
○ kgf = 지구상에서의 힘 또는 무게의 단위로 ( = 9.8kg*m/s² = 9.8N )
질량 1kg의 물체를 9.8m/s²의 가속도로 움직이는 힘
▶ 보통 우리가 무게 ( kgf : 킬로그램중 )라고 말하는 것은 질량*중력가속도 입니다
○ N = 국제적인 힘의 단위로( 1 N = 1 kg * 1 m/s^2 )
질량 1kg의 물체를 1m/s²의 가속도로 움직이는 힘( = 1/9.8kgf )
▶ 뉴톤(N)은 힘의 단위로 "무게"는 바로 물질의 질량을 끌어당기는 지구의 중력의 힘을 양으로 측정한 것이
지요
○ Pa = 단위 면적당 작용하는 힘, 즉 압력의 단위로 1N/㎡입니다.
■ 단위계에 대한 이해
KN은 힘의 단위이고 Mpa는 압력(또는 강도)의 단위입니다.
즉 KN의 단위를 일정면적으로 나누어야 압력의 단위인 Mpa로 환산할 수 있습니다.
인장실험을 했을경우 인장실험결과 나온 힘을 시편의 단면적으로 나누어야 압력의 단위
가 나올 겁니다.
참고로 KN/cm^2 과 KN/mm^2을 Mpa로 환산해 보겠습니다.
pa은 N/m^2을 말합니다.
그럼 1Mpa는 10^6N/㎡이고 결과적으로 100N/㎠이 되고 결국은 0.1KM/㎠이 됩니다.
그에 따라 1Mpa는 0.1KN/㎠이며 0.001KM/㎟이 됩니다.
만일 시편의 단면적이 1㎠ 1KN에서 시편이 절단되었다면 인장강도는 10Mpa가 되는군요
■ 단위 상호간의 상관관계
1kgf/c㎡ = 9.8N/0.0001㎡입니다. (여기서 1kgf = 9.8N, c㎡ = 0.0001㎡)
9.8N/0.0001㎡ = 98,000N/㎡입니다.
98,000N/㎡ = 98,000Pa = 0.098MPa입니다. (여기서 1N/㎡ = 1Pa, Pa = 0.000001MPa)
0.098MPa = 약 0.1MPa입니다.
◐ 참고 : [ 1h bar = 10^7 N/㎡ ]
◈ 결론
1kgf/c㎡ = 9.8N/0.0001㎡ = 98000N/㎡ = 98000Pa = 0.098MPa = 약 0.1MPa
따라서 압축강도 240kgf/c㎡는 24MPa가 되며, 210kgf/c㎡는 21MPa가 됩니다.
■ 압축강도산정시 KN단위값을 MPa 단위로 환산하는 방법
우선 MPa의 단위는 단위면적당 힘을 나타내는 단위하중의 표현입니다.
MPa=1,000KN/㎡ = 1,000,000N/㎡(1K=1,000 ) = N/㎟(㎡=1,000,000㎟)이므로
우선 면적부터 구하면 100*200공시체가 힘을 받는 단면적은
A=π*d^2/4 = 3.14*100^2/4=7854㎟ (공시체 단면적)
시편파괴시의 힘(하중)이 601.0KN로 나타났을경우에
601.0KN은 K가 1000단위이니깐 KN을 N단위로 바꾸면 601,000N이죠?
이제 MPa단위로 나타내면 601,000N / 7854㎟ = 76.5N/㎟(MPa) 입니다.
■ 압축강도단위를 kgf보다 MPa로쓰는이유
레미콘규격보면 예전에는 25 -300-15 표기방법을
요즘에는 25-30-15 표기하는 이유
지금까지 사용하던 압축강도의 단위인 kgf/c㎡은 단위면적당 가해지는 힘으로 압력단위
와 같은 것입니다.
그런데 압력단위는 국제적으로 Pa(파스칼) 단위를 사용하므로
우리나라 토목건축 분야에서
압축강도 단위를 kgf/c㎡에서 Pa로 바꾸는 것은 국제단위에 맞추려는 의도로 해석됩니
다.
예시1) 210 kgf/cm2 --> MPa로 바꾸면
Pa 은 N/m^2 이므로
단위를 맞춰 주면 되겠네요
일단 210kgf = 210*9.8 = 2,058 N 입니다 (여기서 1kgf= 9.8N, 단 중력가
속도를 9.8m/s^2 이라 가정)
210 kgf/cm^2 = 2,058 N/cm^2 = 2,058 * 10,000 N/m^2 = 20,580,000 Pa
= 20.58 MPa 이 됩니다.
예시2) 인장강도 14Kg/㎟은 몇 MPa 입니까?
풀이)
kg/cm2 → MPa : 10으로 나눔
kg/cm2 ← MPa : 10을 곱함
(예) 10 kg/cm2 ≒ 1 Mpa
1 kg/cm2 ≒ 0.1 Mpa2 Mpa ≒ 20 kg/cm2
0.2 Mpa ≒ 2 kg/cm2
14Kg/mm^2 = 1,400Kg/cm^2 = 140MPa
18Kg/mm^2 = 1,800Kg/cm^2 = 180MPa = 0.18GPa
■ 재료역학에서 ksi단위를 Mpa 환산하는 방법
ksi = kip/in^2 = 1,000pounds/in^2 (1 kip = 1,000 pounds = 1,000Ib,)
※pounds단위 : Ib(1파운드:453.592gf)
1 inch = 25.4mm 이구요
1 kip = 1,000*0.453592kgf
= 453.592*9.8N = 4445N ≒ 4.45KN입니다.
따라서 1ksi = 4.45KN/(2.54)^2㎠
= 4.45*1,000N*10,000/6.4516㎡, (1㎡:10,000㎠)
6.89 MPa 입니다. (정확하게는 6.89476배)
M = mega의 약자로서, 1,000,000을 의미합니다..
Pa = pascal 의 약자로서, N/㎡를 의미하죠..
따라서 Mpa = 1,000,000 N/㎡ 가 됩니다....
Pa (파스칼) 이나, ksi 는 압력단위입니다.
즉, 힘/면적 이 되어야하죠..
따라서 Pa = N/㎡
그리고 MPa = 1,000,000 N/㎡ = 1 N/㎟ 입니다.
kis도 kip/in²입니다.
kip 은 보통 k 라고 쓰며, 1,000lb를 의미합니다.
▣ 강도의 단위
강도 단위 N/㎟ -> kgf/㎠으로 바꾸는 법
N/㎟ -> Kgf/㎠
시험성적표나 강도를 나타내는 지료를 보면 흔히 강도의 단위를 N/㎟를 많이 쓴다.
그러나 우리나라는 N/㎟ 보다는 Kgf/㎠에 더 익숙한 편이라 이해가 쉽지 않다.
그래서 쉽게 단위를 환산하는 방법.
cf) Kg vs Kgf(Kg중)
Kg과 Kgf의 차이는 Kg은 질량으로 어디서나 변하지 않는 양이고
Kgf은 힘의 단위로 지구에서나 중력이 다른 별에는 다름. "무게"임.
N/㎟ -> kgf/㎠
1kgf = 9.8N 입니다. 그러므로 1N = 1/9.8kgf 입니다.
한편 1㎠ = 100 입니㎟다. 즉 1㎟ = 1/100㎟ 입니다.
따라서 N/㎟ => Kgf/㎠로 환산하기 위해서
단위 N/㎟에서 본자에 1/9.8를 곱해주고 분모에 1/100를 곱해주면
(분모에 1/100을 곱하는 것은 분자에 100을 곱하는 것과 같다)
Kgf/㎠로 환산됩니다. 이해가 잘 안되는 부분이 있어 예를 듬.
가장 많이 쓰이고 있는 실리칼 바닥재 시스템B의 시험결과치는 다음과 같다.
ex) 인장강도 : 13.0 N/㎟
압축강도 : 31.0 N/㎟
굴곡강도 : 16.9 N/㎟
아이조드 충격강도 : 1.4 N/㎟
단위를 Kgf/cm^2로 환산하면 다음과 같다.
인장강동 : 13.0 N/㎟ * (1/9.8) * 100 = 132.7 Kgf/㎠
압축강도 : 31.0 N/㎟ * (1/9.8) * 100 = 316.3 Kgf/㎠
굴곡강도 : 16.9 N/㎟ * (1/9.8) * 10j0 = 172.4 Kgf/㎠
아이조드충격강도 : 1.4N/㎟ * (1/9.8) = 100 = 14.3Kgf/㎠
이해하시는데 도움이 되었으면 합니다.
Kgf/㎠ 단위의 의미는 1㎠ 의 면적당 얼마만큼의 힘(Kgf)을 견디는가 하는 것입니다.
즉 실리칼 시스템B는 1㎠의 면적에 316.3Kgf의 누르는 힘(압축력)을 견딜 수 있는 것을 의미함.
참고로 콘크리트 압축강도는 대략 180~210Kgf/㎠임.
Cf)아이조드 충격강도란?
충격강도의 측정법에는 여러가지가 있으나 우리가 실제로 자주 접하는 방법은 4가지 정도로
아이조드(Izod), 샤르피(Charpy), 낙추(Falling weight or dart), 그리고 인장(Tensile)충격강도가 있다.
특히 물성관리를 위해 손쉽게 측정하는 방법은 아이조드 충격강도 방법이 널리 이용되고 있다.
그러나 아이조드 충격강도는 인위적으로 노치(Notch)를 만들어 측정하는 방법으로 실제 제품의
충격강도와는 약간 거리가 있음.
노치시험결과는 실제 충격강도와 완전히 비례관계에 있지 못하며 아이조드와 샤프피는 동일 수지의 비슷한
조성을 수지 또는 컴프운딩 제품들의 품질관리용으로 적합한 시험 방법임.
그러므로 다른 수지 및 다른 조성의 제품에서 아이조드 및 샤르피의 충격강도는 상호 비교하는 것은 곤란함.
즉 위의 설명처럼 동일 계열의 수지(MMA)를 사용하는 실리칼 바닥재 A,B,C,D간의 상대적인 충격강도 비교는
가능하나 에포시나,우레탄, 그외 다른 화확자재와의 아이조드 충격강도 비교는 곤란하다는 애기가 됨.
'건축자재 > 알루미늄 관련자료' 카테고리의 다른 글
| 알루미늄 기본지식 (0) | 2023.10.09 |
|---|---|
| 스테인레스 사다리 안전사다리 벽체용사다리 지붕 (0) | 2023.09.02 |
| 2023년 하반기 알루미늄가격 시세 전망 (0) | 2023.06.23 |
| 알루미늄 용접 (1) | 2023.03.14 |
| 전선관 덕트 태양광 (0) | 2023.02.02 |