챕터 1. 기계설계기초(1)

챕터 1. 기계설계기초(1)

1. 하중 및 응력, 변형률

 (1) 하중

     기계나 구조물이 외부로부터 받는 여러 종류의 힘

  1) 하중의 작용상태에 따른 분류

     1. 수직하중(법선하중) : 단면에 대하여 평행하게 작용하는 하중

      - 인장하중 : 힘이 작용하는 방향으로 늘어나게 하려는 하중

      - 압축하중 : 힘이 작용하는 방향으로 재료를 누르는 하중

     2. 전단하중(접선하중) : 단면에 대하여 평행하게 작용하는 하중

     3. 굽힘하중(휨하중) : 재료를 구부려 휘어지게 하는 형태의 하중

     4. 비틀림하중 : 재료를 비트는 형태로 작용하는 하중

  2) 하중의 작용속도에 따른 분류

     1. 정하중(사하중) : 물체에 작용하는 하중의 크기와 방향이 시간에 따라 변하지 않고 일정한 하중

     2. 동하중(활하중) : 물체에 작용하는 하중의 크기와 방향이 시간에 따라 변화하는 하중

      - 반복하중(편진하중) : 하중의 크기와 방향이 일정하게 반복하는 하중

      - 교번하중(양진하중) : 하중의 크기와 방향이 충격없이 주기적으로 변화하는 하중

      - 변동하중 : 진폭과 주기가 모두 변화하는 하중으로서 불규칙하게 작용하는 하중

      - 충격하중 : 비교적 짧은 시간에 갑자기 작용하는 하중

      - 이동하중 : 물체 위를 이동하면서 작용하는 하중

 (2) 응력

     단위면적당 작용하는 힘의 크기 또는 힘의 세기

  1) 수직응력

     단면에 대하여 수직하게 작용하는 응력

  2) 전단응력

     단면에 대하여 평행하게 작용하는 응력

 (3) 변형률(변형도)

     변형전의 치수에 대한 변형량의 비

  1) 수직응력에 의한 변형률

     1. 종변형률

     2. 횡변형률

  2) 전단응력에 의한 변형률(전단변형률)

전단응력에 의한 변형률

   

 (4) 응력 - 변형률 선도

 

응력 - 변형률 선도

 (5) 훅의법칙

     탄성한도(비례한도)내에서 응력과 변형률은 비례한다.

  1) 수직응력의 경우

  2) 전단응력의 경우