콘시데르 조건 (Considère Criterion)
쉽게 풀면
인장시험에서 시편은 어느 순간부터 한 곳만 급격히 가늘어지기 시작합니다. 이 전환점이 언제인지를 알려주는 것이 콘시데르 조건으로, '가공경화로 단단해지는 속도'가 '단면이 줄어들어 약해지는 속도'를 더 이상 따라잡지 못하는 순간이라고 이해하면 됩니다. 진응력-진변형률 곡선에서 가공경화율이 진응력과 같아지는 지점이 바로 그 순간입니다. 공칭 응력-변형률 곡선에서는 최대 하중점, 즉 인장강도에 해당합니다.
왜 중요한가
균일 연신율이 얼마나 확보되는지가 판재 성형성의 상한을 결정하기 때문에, 성형용 강판이나 새 합금을 평가할 때 반드시 검토됩니다. 또한 가공경화 능력이 높은 재료가 왜 더 잘 늘어나는지를 역학적으로 설명해 주므로, 변태유기소성처럼 가공경화를 높이는 설계 전략의 이론적 근거로 인용됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
가공경화가 오래 유지될수록 균일하게 늘어나는 구간이 길어진다는 점을 정량적으로 보인 서술입니다.
조금 더 깊게 보면
이 조건은 인장 하중이 극대가 되는 지점에서 하중의 미분이 0이 된다는 사실에서 유도되며, 그 결과 가공경화율이 그 시점의 진응력과 같아진다는 형태로 정리됩니다. 홀로몬 식처럼 진응력을 변형률의 거듭제곱으로 표현하는 경우에는 네킹 개시 변형률이 가공경화지수와 같아진다는 간단한 결과가 나오며, 이것이 가공경화지수가 성형성 지표로 널리 쓰이는 이유입니다. 변형률속도 민감도가 큰 재료에서는 네킹이 시작되어도 국부 변형이 빠르게 진행되지 못해 네킹 이후에도 상당한 연신이 이어질 수 있습니다.
주의할 점
이 조건이 예측하는 것은 '국부 수축이 시작되는 시점'이지 파단 시점이 아닙니다. 네킹 이후에도 재료는 상당히 더 늘어난 뒤 끊어질 수 있습니다. 또한 조건 자체는 단축 인장을 전제로 하므로, 이축 변형이 걸리는 판재 성형 해석에는 성형한계선도와 같은 별도의 기준이 함께 쓰입니다.