truss에 대한 강의를 보다가 Method of Joints에서 자르는 얘기 나올 때 이웃한 분자끼리 밀고 당기고 하는 힘이 서로 상쇄되는 것으로 설명하시는 느낌이었는데, 조금 정확하게 짚고 넘어갈 필요가 있을 것 같아서 고민해보고 올려봅니다~

1. Internal Loading의 구성(Tensile Force)

편의를 위해서 위 그림에서 파란색으로 칠한 A, B, C를 구조 내에서 각각 이웃한 분자라고 하고 이 A, B, C로 이어진 전체 구조가 truss의 한 부재라고 하겠습니다~ 그림의 상황은 truss의 한 부재가 tensile force를 받고 있을 때의 상황(compressive force의 경우는 반대방향 힘으로 해석하면 됩니다)

1)부재 전체를 한 system으로 볼 때, 이 system에 대해서 외력은 F1, F2뿐입니다. 정역학적 상황이므로 F1=F2가 됩니다.

2)내부 각각 A, B, C를 개별 system으로 분석하면 1)에서 내부력이던 F_BA, F_AB, F_CB, F_BC를 외력으로 고려해주어야 합니다.

A : F1=F_BA

B : F_AB=F_CB

C : F_BC=F2

힘의 평형관계는 위와 같습니다. 더불어 F_BA, F_AB/F_BC, F_CB는 작용 반작용의 관계이며, F1, F2가 작용하는 것에 대해 고체가 모양을 유지하려는 응집력(저항력, 분자간의 인력)이 이 힘들로 나타나는 것입니다.

2. Method of Joints에서 Tensile인지 Compressive인지 판단하는 원리



실제 truss를 Method of Joints로 분석할 때 위와 같이 하는데, 그 결과가 위와 같이 F_CB가 밖으로 향하는 것이라면 작용 반작용에 의해 F_BC가 truss 부재를 밖으로 당김을 알 수 있고 이것에 의해 tensile force임을 알 수 있는 것입니다.

truss단원 뿐 아니라 여러 정역학적 상황, 고체역학적 상황에 대해서 internal loading(Tensile/Compressive Axial Force, Shear Force, Bending Moment, Torque 등등)에 대한 논의를 많이 하는데, 같은 논리를 펼칠 수 있을 것입니다.

위와 같이 한번 정확하게 짚고 넘어가는 것이 한번은 필요할 듯 해서 올려보았습니다. 감사합니다.