고체역학

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13강 첫번째 문제 질문드립니다.

Ch. 5 Stresses in Beams Basic Topics
작성자
Godjunpyo (관리자)
작성일
2022-09-03 22:49
조회
336
28:00

 

1. Neutral axis 와 도심의 관계

centroid of area가 Neutral axis선상에 있다고 생각해도 무방한가요?

 

2.Bending Stress를 구할 때.

 

파스칼=(M*Y)/I 공식에서 section module에 대해서 다시 정리 해주셨는데

S는 tensile stress 또는 compressive stress가 최대가 되는 점 Ymax를 대입해서 풀이를 해주셨습니다.

 

위 풀이 방법은 물체의 도심(Neutral axis)에 z축을 올려놓고 풀이를 하셨는데,

만약 z축을 Neutral axis 선상에서 벗어나 정해 놓고 푼다면,

아예 풀 수 있는 방법이 없는지 여쭈어 보고 싶습니다.

Ex) 풀이 과정(직사각형 대칭빔) 에서 S(section module)의 값은 bh^2/6 이 되었는데 만약 z axis를 축 중심이 아닌 z=0이 되는 선상에 놓으면 bh^2/3 이 됩니다. 계산을 해보니 풀이과정에서의 tensile stress와 compressive stress가 최대가 되는점에서의 스칼라 값을 합하면 z=0에서 구한 값이 되더군요. 무엇이 잘못 되었는지는 알겠습니다. 위 부재의 단면이 center 기준으로 상하 대칭이라는 점에서 스칼라 값의 합이 bh^2/3이 된다고 생각하고 있고, Neutral axis는 길이의 변형이 없는 축이니 그 축을 기준으로 y만큼 떨어진 부재의 변형정도를 알아보는 것이니 이해는 되지만 혹시 Neutral axis에 축을 두지 않고도 부재의 변형정도를 구할 수 있는지 궁금합니다.

 

 

 

#중립축 #1차단면모멘트 #2차관성모멘트

전체 3

  • 2022-09-03 22:55

    [첫번째 내용에 대한 답변]

    Neutral axis란 보의 단면적 상에서
    어떠한 longitudinal stress 또는 strain이 발생하지 않는 구간을 말합니다.

    유도과정에서 제가 잘 설명드렸지만,
    Neutral axis는 기하학적으로 centroid일 수밖에 없는 것이
    neutral axis에서는 stress 값이 0가 되기 때문에
    1차단면모멘트가 0이 될 수밖에 없습니다.

    유도과정을 잘 복습해보시길 바랍니다!


  • 2022-09-03 23:04

    [두번째 내용에 대한 답변]

    단면계수는 사실 제가 주로 사용하는 방법은 아닐 뿐더러 추천하지도 않는 방법입니다.

    질문주신 내용처럼
    기하학적으로 부재가 복잡한 경우
    단면계수와 그 공식으로 문제를 풀기가 매우 어렵기 때문입니다.
    (단면계수가 정의되기 어려운 문제가 있죠.)

    가급적 모멘트와 응력간의 관계를 이해하시고
    문제를 푸셨으면 좋겠습니다.

    마지막으로 언급하신
    "neutral axis에 축을 두지 않고도..."
    이런 것들도
    neutral axis에 기준을 둔 단면계수를 바탕으로 문제를 풀기 때문에
    생기는 궁금증인데

    애초에 단면계수에 집착하지 않고
    기본 stress-strain relationship에 근거하여 문제를 푸신다면
    쉽게 문제를 푸실 수 있을 겁니다.

    질문해주셔서 감사합니다.


  • 2022-09-03 23:06

    영어로 되어 있지만, 아래의 영상이 이해에 도움을 줄 겁니다.
    시간이 되시면 참고해보세요.


Mechanics of Materials, James M. Gere, Thomson

Ch. 1 Tension Compression and Shear
Ch. 2 Axially Loaded Members
Ch. 3 Torsion
Ch. 4 Shear Forces and Bending Moments
Ch. 5 Stresses in Beams Basic Topics
Ch. 6 Stresses in Beams Advanced Topics
Ch. 7 Analysis of Stress and Strain
Ch. 8 Applications of Plane Stress (Pressure Vessels Beams and Combined Loadings)
Ch. 9 Deflections of Beams
Ch. 10 Statically Indeterminate Beams
Ch. 11 Columns
Ch. 12 Review of Centroids and Moments of Inertia

  • “고체역학 한방에 끝내기” 는 초등학생도 이해할 수 있게끔 쉽고 재미있게 고체역학을 설명하고 있습니다.
  • 공식만 외워서 문제를 푸는 방식은 올바른 역학 공부법이 아니고, 조금만 응용된 문제가 나오면 접근하기가 매우 어려워져 좋은 시험 점수(좋은 학점)을 받기가 매우 어려워집니다.
  • 원리와 원칙에 충실하여 어떤 문제가 나와도 개념에 충실해서 풀 수 있어야 학업성취도, 취업 면접, 대학원 시험 등에서 좋은 결과를 기대할 수 있습니다.