일반기계기사 : 재료역학 1-2 응력이란?

Day 2

일반기계기사 필기 재료역학 1-2

2. 응력 ( Stress )

: 단위면적당 작용하는 힘 ( = 힘의세기 )

= 어느 경계조건의 단면적이 주어지면 얼마만큼의 힘이 작용하는지를 보는 것.

: 단위면적은 ( A )        힘은 ( P ) 라고 표현한다.

※ 단위 면적당이라는 표현이 사용하면 /당 은 분모에 해당됩니다.

즉 응력 σ = P/A 로 표현합니다.

2.1 응력의 단위      " 시험에 단위문제 출제 가능 "

: 응력은 힘을 면적으로 나누는 것이기 때문에 kg/㎡  또는 N/㎡ ( = Pa ) 로 표현합니다.

여기서, 

1 Pa = N/㎡

1 kPa = 10^3 Pa

1 MPa = 10^6 Pa = 10^3 kPa

1 GPa = 10^9 Pa = 10^6 kPa = 10^3 MPa

또 다른 응력의 단위

＊PSI ( Pound per Square Inch ) = lb/in^2

2.2 응력의 구분         " 암기 필수 "

1) 수직응력 ( Normal Stress : 법선응력 ) = σ ( 시그마 )

: 단면에 대하여 수직하게 작용하는 응력

① 인장응력 ( tensile stress ) 

※ 이때의 하중 P 는 반드시 인장하중이 작용되어야 한다.

② 압축응력 ( Compressive stress )

※ 이때의 하중 P 는 반드시 압축하중이 작용되어야 한다.

2) 전단응력 ( Shearing stress ) = τ ( 타우 )

: 단면에 대하여 평행하게 작용하는 응력

※ 이때의 하중 P 는 반드시 전단하중이 작용되어야 한다.

★ 응력의 단면적 A ( 인장, 압축, 전단 ) 는 어떠한 힘이 작용하였을 때 파괴가 된다고 생각되는 면적을 말합니다.

즉,

A = 파괴가상면적 

2.3 응력에 대한 예시 문제 

2.3.1 철판 타공 ( 원형 )

압축응력 = 

전단응력 =

나타낼 수 있습니다.

2.3.2 리벳의 전단응력

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2.3.3 철판 타공 ( 사각 )

2.3.1 동일한 문제에서 단면적 A 값만 변경하면 됩니다.

예를 들어 파괴되는 가상의 사각 기둥의 가로( W ) x 세로 ( D ) 와 높이 ( h ) 가 주어졌을 때 

압축응력 = 

전단응력 =

나타낼 수 있다.

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추가

번외 2.4.    힘의 단위 N

1kN = 10^3 N

1MN = 10^6 N    → 1N = 10^-6 MN

1GN = 10^9 N     → 1N = 10^-9 GN

나타낼 수 있습니다.