강도 (공학)

강도는 공학에서 재료가 파괴되거나 영구적인 변형을 일으키기 직전까지 견딜 수 있는 응력의 크기를 나타내는 물리량이다. 재료의 강도는 구조물의 안전성과 내구성을 평가하는 데 매우 중요한 요소이며, 다양한 하중 조건 하에서 재료의 거동을 예측하는 데 사용된다.

강도는 측정 방식과 하중의 종류에 따라 여러 가지 종류로 나뉜다. 주요 강도 종류는 다음과 같다.

• 인장 강도 (Tensile Strength): 재료가 잡아당기는 힘(인장력)에 저항하는 능력. 재료가 끊어지기 직전의 최대 인장 응력을 의미한다.
• 압축 강도 (Compressive Strength): 재료가 누르는 힘(압축력)에 저항하는 능력. 재료가 파괴되거나 특정 변형률에 도달하기 직전의 최대 압축 응력을 의미한다.
• 전단 강도 (Shear Strength): 재료가 미끄러지는 힘(전단력)에 저항하는 능력. 재료 내부에서 한 면이 다른 면에 대해 미끄러지기 시작하는 응력을 의미한다.
• 항복 강도 (Yield Strength): 재료가 영구적인 변형(소성 변형)을 시작하는 응력. 항복 강도를 넘어서는 응력이 가해지면 재료는 원래 형태로 돌아가지 않는다.
• 피로 강도 (Fatigue Strength): 재료가 반복적인 하중을 받을 때 파괴되지 않고 견딜 수 있는 최대 응력. 피로 강도는 특정 횟수의 하중 반복 횟수 (예: 10^7회)를 기준으로 정의된다.

강도는 재료의 종류, 온도, 하중 속도, 재료의 미세 구조 등 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 따라서 구조물 설계 시에는 예상되는 환경 조건과 하중 조건을 고려하여 적절한 강도를 가진 재료를 선택하는 것이 중요하다. 강도 측정은 일반적으로 인장 시험기, 압축 시험기, 전단 시험기 등과 같은 장비를 사용하여 수행된다. 시험 결과를 통해 얻어진 강도 값은 재료의 데이터 시트에 기록되며, 엔지니어들은 이 데이터를 바탕으로 구조물의 안전성을 평가하고 설계를 최적화한다.