고체역학

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모멘트 적분시 절댓값 관련 / BMD에서 이축응력

Ch. 9 Deflections of Beams
작성자
Godjunpyo (관리자)
작성일
2023-01-17 05:33
조회
207
#고체역학 #이축응력   #deflection

 

안녕하세요 교수님 고체역학 공부중에 수식적 의문이 생겨 질문드립니다

 

모멘트를 적분하여 앵글과 처짐을 구할때

절댓값을 취해서 적분하여 구하여도 상관이 없다고 하셨는데  부호규약을 무시하고 그냥 적분한 후

경계조건을 통하여 적분상수를 구할때 -를 붙였을때와 안붙였을때  적분상수 값이 다르게 도출 될 수도 있고 이렇게 되면 다른 식이 나오고 한번더 적분을 하게 되면 다른 식이 될 수도 있는데

왜 상관이 없는지 궁금합니다.

 

또 후반부 강의에서 이축응력과 삼축응력에 대해 공부중에 앞에부분을 복습하면서 다시 공부하는데

굽힘응력을 구할때 Z축에서도 힘이 발생할 수 있는데 Z축은 그냥 무시하고 XY축 방향에 대한 굽힘응력만을 고려하는 것인가요?

 

감사합니다!
전체 1

  • 2023-01-17 05:40

    [첫번째 질문에 대한 답변]

    부호규약을 책마다 다르게 설정하면서 발생하는 문제입니다.

    적분상수를 구하는 과정에서 나오는
    모멘트 방정식에서는
    절대값을 취해주면 안됩니다.

    그렇게 될 경우
    말씀하신 것처럼 상수가 다르게 나올 수 있습니다.

    다만,
    deflection, angle equation에서
    해당 위치의 값을 대입해주고 나면
    그 이후에 절대값을 취해주면 됩니다.

    이런 문제가 생기는 이유는
    우리가 곡률이란 것을 유도하는 과정에서
    beam을 아래에서 위로 휜다는 가정을 썼기 때문입니다.

    보통 부호규약에서
    y축이 위로 갈 때 +를 많이 사용하기 때문에
    beam이 위로 휘는 것을 +라고 생각하는 것이지요.

    하지만 우리가 재료역학에서 푸는 대부분의 문제는
    beam이 아래로 처지게 됩니다.

    이 과정에서 부호가 달라지게 됩니다.

    더 정확하게 문제를 풀 수는 있지만
    학부 과정에서는 절대값만 구해도 되기 때문에
    제가 절대값을 취해주면 된다고 설명드린 것이고
    여기에는 아무 문제가 없습니다.

    [두번째 질문에 대한 답변]

    말씀하신 Z축이 무엇을 의미하는지 모르겠습니다.

    크랜달과 같이 어려운 책의 경우
    bending이 여러 축에서 나타나서
    3D 응력을 고려해줘야 하는 문제가 있기는 합니다.

    (예를 들면 두 축 이상의 bending과 torsion이 같이 있는 상태)

    그러나 대부분의 학부과정에서는
    여기까지 다루는 것 같지는 않습니다.

    때문에 제 강의에서는
    단순한 bending 상황만을 고려한 문제를 주로 소개드립니다.

    공부를 좀더 해보고 싶으시다면
    크랜달 책 예제를 좀 보시면 좋겠습니다.

    질문에 대한 답이 됐기를 바랍니다.
    감사합니다.


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.