[재료역학] 집중 하중 / 분포 하중 / 비균일 분포 하중/ 하중 / 인장 변형률 / 압축 변형률 / 변형률 / 인장 / 압축
금일은 재료역학에서 하중에 관련하여 소개드리겠습니다.
이전의 1편 포스팅에서는 인장 하중, 압축 하중, 전단 하중, 인장 응력, 압축 응력, 전단 응력에 대해서 소개했으며 2편 포스팅에서는 정하중, 동하중을 소개했습니다. 맨 아래 문단에 1편과 2편 포스팅을 올려두었습니다.
하중에 분포 상태에 따라 집중 하중, 분포 하중, 비균일 분포 하중으로 나눌 수 있다.
오늘 소개해드릴 내용은 구조물에 작용하는 하중의 분포 상태에 따라 집중 하중, 분포 하중, 비균일 분포 하중으로 나눌 수 있다는 것을 소개해드리겠습니다. 그리고 인장 하중과 압축 하중을 받는 구조물에 변형이 생기는데 이것을 변형량 혹은 변형률이라고 부릅니다. 인장 변형률, 압축 변형률에 대해서 소개하겠습니다.
구조물에 한 지점에 발생하는 하중을 집중 하중이라고 합니다.
- 집중 하중이란 구조물의 한 지점에서 집중적으로 작용하는 외부의 힘(하중)을 말한다.
- 집중 하중이 작용되는 구조물(빔)은 가정, 건물, 토목 등에 적용됩니다.
- 집중 하중은 하중의 크기와 작용 위치에 따라 그 값이 다르다.
- 집중 하중은 구조물에 작용되는 위치와 크기에 따라 휘거나 구부러 질 수 있습니다.
- 재료 설계에서 집중 하중은 매우 중요한 요소이고 예측 불가능한 하중에 버티기 위하여 안전 계수를 적용합니다.
구조물에 균일하게 작용하는 하중을 분포 하중이라고 합니다.
- 분포 하중이란 구조물 일정 범위 내에 넓게 작용하는 하중을 말한다.
- 분포 하중은 등 분포 하중, 등변 분포 하중, 부 등분포 하중으로 나뉜다.
- 등변 분포 하중은 하중이 일정하게 증가하거나 감소하면서 구조물에 작용되는 하중을 말한다.
구조물에 다른 크기로 불균일하게 분포하는 하중을 비균일 분포 하중이라고 합니다.
- 구조물에 작용되는 하중이 균일하지 못하고 직접적인 방법으로 분포되지 못하는 하중을 말한다.
- 비균일 분포 하중은 부등 분포 하중이라고 한다. 일정한 크기로 분포되지 못하는 하중을 말한다.
인장 하중으로 늘어난 변형률을 인장 변형률이라고 부른다.
- 인장 변형률이란 구조물에 인장 하중이 적용되어 변형된 크기를 말한다.
- 인장 변형률은 인장 하중이 작용되어 구조물이 늘어난 크기를 변형량이라고 하고, 이 비를 변형률이라고 한다.
- 인장 변형률이란 인장 하중에 의해서 늘어난 크기를 나타낸 변형률이다.
- 위의 공식은 세로 변형률을 나타낸다.
- 세로 변형률이란 기존의 길이와, 하중을 받고 늘어난 길이의 비를 표현한 공식이다.
압축 하중으로 줄어든 변형률을 압축 변형률이라고 합니다.
- 압축 변형률이란 구조물에 압축 하중이 작용되어 줄어든 크기의 비를 나타낸 것이다.
- 압축 변형률은 압축 하중이 작용되어 줄어든 크기를 변형량이라고 하며 이 비를 변형률이라고 한다.
- 압축 변형률이란 압축 하중에 의하여 줄어든 크기의 비를 나타낸 것이다.
- 위의 공식은 구조물의 가로 변형률을 나타낸 것입니다.
- 가로 변형률이란 기존의 굵기와 압축을 받고 줄어든 굵기의 비를 표현한 공식입니다.
집중 하중, 분포 하중, 비균일 분포 하중, 인장 변형률, 압축 변형률에 대해서 정리했습니다.
- 집중 하중이란 구조물에 한 지점에서 발생하는 하중을 집중 하중이라고 합니다.
- 분포 하중이란 구조물에 어느 길이만큼 넓게 작용하는 하중을 분포 하중이라고 합니다.
- 불균일 분포 하중이란 불균일 분포 하중은 분포 하중에 위치에 따라 작용하는 크기가 달라지는 것을 말한다.
- 인장 변형률이란 구조물에 인장 하중에 적용되어 옆으로 늘어난 크기의 비를 말한다.
- 압축 변형률이란 구조물에 압축 하중에 적용되어 안으로 압축되어 줄어든 크기의 비를 말한다.
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