재료 역학을 소개합니다. 하중 / 압축 하중 / 인장 하중 / 전단 하중 / 응력 / 압축 응력 / 인장 응력 / 전단 응력

재료 역학을 소개합니다.  하중 / 압축 하중 / 인장 하중 / 전단 하중 / 응력 / 압축 응력 / 인장 응력 / 전단 응력 

하중

 

[1] 하중(load)의 개요

 

(1) 하중이란 구조물에 荷重(멜 하, 무거울 중) 한자 그대로 무거운 것을 짊어지는 것이다. 구조물에 작용하는 외부의 힘을 하중이라고 한다. 여기서 구조물이 변형이 발생시키는 정도의 힘이다.

• 압축 하중이란 구조물에 축선 방향으로 외부의 힘이 작용하는 것을 압축 하중이라고 한다. 한자 그대로 풀면 壓(누를 압) 縮(줄일 축) '눌러서 오그라지게 하다'입니다.
• 인장 하중이란 구조물을 축선 방향으로 잡아당기도록 외부의 힘이 작용하는 것을 인장 하중이라고 한다. 한자 그대로 풀면 引(끌인) 張(베풀 장) '잡아당겨서 넓히다'라는 의미입니다. 

 

 

• 전단 하중이란 구조물에 가로 방향으로 크기가 같고 방향이 서로 다른 외부의 힘이 작용하여 미끄럼을 일으키는 것을 전단 하중이라고 한다. 剪(자를 전) 斷(끊을 단) 한자 그대로 '잘라서 끊어 버리다'입니다.
• 압축 하중, 인장 하중, 전단 하중 외 비틀림 하중, 굽힘 하중 등이 있다.
• 굽힘 하중이란 구조물이 활 모양처럼 구부러지는 외부 힘이 작용하는 것을 말한다.
• 비틀림 하중이란 구조물이 비틀리게 작용하는 외부 힘이 작용하는 것을 말한다.

 

압축 하중 / 인장 하중/ 전단 하중

 

 

[2] 응력(sttress)의 개요

 

(1) 응력이란 구조물에 외부의 힘이 작용될 때, 구조물 내부에는 외부의 힘에 저항하려는 힘이 발생하는 데 이것을 응력 또는 내력이라고 한다.

 

• 압축 응력이란 축선 방향으로 외부의 힘(눌러서 압축하려는 힘)이 작용할 때 구조물 내부에서 저항하는 힘이다. 압축 하중 P가 구조물 단면적에 작용하는 힘이다. 압축 응력 = 압축 하중 / 구조물 단면적
• 인장 응력이란 서로 당기려는 힘이 재료(구조물)에 가해질 때, 재료 내부에서 저항하려는 힘이 발생하는 것이다.  인장 하중 P가 재료(구조물) 단위 면적으로 발생하는 힘이다. 인장 응력 = 인장 하중 / 구조물 단면적
• 전단 응력이란 구조물에 단위 면적당 크기는 같고 방향이 서로 다른 힘이 발생할 때 구조물은 계단 모양으로 잘리는데 이때 내부에서 저항하려는 힘이 발생한다. 이것을 전단 응력이라고 부른다.

 

 

• 단위 면적에 압축 하중, 인장 하중이 발생할 때 저항력(내력)이 재료 전체에 균일하게 발생할 때 단위 면적에 압축 하중 혹은 인장 하중을 나누면 응력의 크기가 나온다.
• 응력은 재료 내부에서 발생하는 저항력이라고 생각하면 된다.
• 응력의 힘이 클수록 변형이 생기지 않고 버티는 힘이 강할수록 강한 재료라고 할 수 있다.

 

압축 응력, 인장 응력, 전단 응력

 

금일 포스팅은 하중과 응력에 대해서 소개했습니다. 하중과 응력은 재료역학에 가장 기초가 되는 자료입니다. 이 부분을 명확히 이해하고 넘어가야 다음 재료역학에 대해서 심도 있게 이해하실 수 있습니다. 하중은 구조물에 작용하는 외부의 힘이고 응력은 외부의 힘이 작용할 때 발생하는 저항력이라고 생각하시면 됩니다.

 

감사합니다.

 

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