고체역학(5)
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고체역학 Shear Flow, Bending
- Shear Flow 얇은 박막으로 된 물체에 Torsion이나 Shear Force에 의해 전단응력(Shear Stress)가 발생할 경우, 부재의 단면에는 전단 류 (Shear Flow)가 발생한다. Shear Flow를 구하는 방법은 다음과 같다. 위의 그림과 같이 얇은 박판으로 되어있는 부재가 있다고 가정하자. 중심에서 박판의 중심까지의 거리는 t, 박판의 두께는 $t_i$ 토크에 의해 박판을 dx로 잘랐을 때 임의의 박판의 한 점에 작용하는 힘을 dF라고 하면 dF = $\sigma$ dA = $\tau_A t_A$dx = $\tau_B t_B$dx 로 나타낼 수 있다. 식을 다시 정리하면 아래와 같다. $$q(Shear Flow) = \tau_A t_A = \tau_B t_B = \tau_{..
2022.02.24 -
고체역학 Torsion
- Torque : 부재를 길이방향축으로 비트는 모멘트 (Moment that tends to twist a member about it't longitudinal axis) 오른손의 네 손가락으로 Torque의 방향대로 감았을 때 엄지손가락이 향하는 방향이 부재의 작용면에서 나오는 방향일 때를 +로 잡는다. 만약 원통형 기둥 부재가 있고 부재의 반지름 길이가 c, 임의의 지점까지의 반지름 길이를 $\rho$, 부재에 작용하는 토크 T에 의한 Maximum Shear Stress가 $\tau_{max}$라고 한다면, 임의의 지점에서의 Shear Stress값은 아래와 같다. $$\tau = \frac{\rho}{c} \tau_{max}$$ 이때 임의의 지점에서 미소면적을 dA라고 한다면 부재에 작용하는 ..
2022.02.22 -
고체역학 Axial Load
* Axial Load 축 방향으로 하중이 가해질 때 부재는 압축이나 인장을 하게 된다. 이때 늘어나는 길이는 $\delta$라고 표현한다고 알고있다. 만약 부재의 Elastic modulus, Area, Force가 달라진다면 $\delta$를 구하는 방법은 E(x), A(x), N(x)가 달라지는 부분을 끊고 각 부분의 $\delta$값을 모두 더하면 된다. 이를 다시 적으면 아래와 같다. $$\delta = \sum \frac{NL}{AE}$$ 그림에서 처럼 부재가 Tension일 때를 +로 정한 것을 볼 수 있다. 이런 부재를 예로 들자면, A점에서 반력이 -50kN작용하는 것을 알 수 있다. 그래서 AB영역에서 N(x) = 50kN, L(x) = 2이고, BC영역에서는 -30KN, L(x) = ..
2022.02.21 -
고체역학 Stress, Strain
- Stress : 단위 면적당 작용하는 하중 1. Normal Stress (수직 응력) $$\sigma = \frac{F}{A} [N/m^{2} = Pa]$$ Normal Stress는 작용면에 수직으로 가해지는는 힘을 지칭하고, 이때 면에서 나오는 방향이 +방향이다. 하중을 해석할 때 부재에 여러 힘이 작용할 경우 하중이 변하는 부분을 모두 끊어서 해석하면 된다. 이때 부재의 각 부분에서는 Force나 Moment가 0이 아닌 값으로 나올 수 있지만, 전체적으로 평형을 이루고 있기 때문에 움직임이 없이 정적으로 존재할 수 있다. 2. Shear Stress (전단 응력) $$\tau = \frac{V}{A} [N/m^{2} = Pa]$$ Shear Stress는 작용면과 평행하게 가해지는 힘을 지칭..
2022.02.20 -
고체역학 Intro
*용어 - Rigid body : 외부에서 가하는 외력에 의해 Bending, deflection, compression, tension 등의 부피 혹은 형태변화가 일어나지 않는 이상적인 부재 - Resultant (합력) : 부재 내부에 존재하는 수 많은 미세 힘들을 개별적으로 분석하는게 아닌 큰 덩어리로 합쳐서 해석하는 것 - 힘의 종류 : Torsion, Bending Moment, Normal, Shear Force 등이 있고 작용방향은 아래와 같다. - Couple (짝힘) : 하중의 크기가 같고 방향이 반대일 경우 두 힘사이의 거리(d)에 따라 모멘트 (M=dF)가 발생한다. 이를 이용하여 도심에 작용하지 않는 힘들을 도심으로 옮겨 올 수 있다. - Verignon의 정리 : 여러 힘 P1, ..
2022.02.20