3. 재료역학 개요 3.1 응력과 변형률 (1) 하중 1) 하중의 개요 ; 모든 기계나 구조물을 구성하고 있는 각 부분은 외부에서 작용하는 힘, 즉 외력을 받고 있다. 따라서 기계나 구조물의 각 부분은 이들 외력에 견디고 변형도 일으키지 않으면서 충분히 그 기능을 발휘하여야.

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1 3. 재료역학 개요 3.1 응력과 변형률 (1) 하중 1) 하중의 개요 ; 모든 기계나 구조물을 구성하고 있는 각 부분은 외부에서 작용하는 힘, 즉 외력을 받고 있다. 따라서 기계나 구조물의 각 부분은 이들 외력에 견디고 변형도 일으키지 않으면서 충분히 그 기능을 발휘하여야 하는데, 이때 물체에 작용하는 외력을 하중(load)이라고 한다 2) 하중의 종류 하중이 물체에 작용하는 상태에 따라서 - 인장하중 ; 재료를 축 방향으로 잡아당기도록 작용하는 하중 - 압축하중 ; 재료를 축 방향으로 누르도록 작용하는 하중 - 전단하중 ; 재료를 가로방향으로 미끄러뜨려서 작용하는 하중. 이 외에 재료가 휘도록 작용하는 휨 하중, 재료가 비틀려지도록 작용하는 비틀림 하중 등이 있다. 하중이 물체에 작용하는 속도에 따라서 - 정하중(static load) ; 어느 무게의 물체를 올려놓거나 매달았을 때와 같이 정지하고 변화하지 않는 하중. 또는 아주 조금씩 증가하면서 작용하는 하중 -동하중(dynamic load) ; 비교적 짧은 시간 내에 변화하면서 작용하는 하중으로서 반복하중, 교번하중, 충격하중 등이 있다. 하중의 분포상태에 따라서 - 집중하중과 분포하중으로 나눌 수 있다.

2 3. 재료역학 개요 표 3-1 하중과 응력 힘 또는 모멘트 발생응력 관계식 비고 축방향하중(인장,압축) 인장 또는 압축응력
A는 인장 또는 압축단면의 면적 전단하중 직접 전단응력 As는 전단단면의 면적 비틀림 모멘트 비틀림 전단응력 굽힘 모멘트 굽힘 응력(인장, 압축)

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5 3. 재료역학 개요

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9 3.5 응력집중 (2) 봉 에서의 응력집중 ; 봉에서의 응력집중은 원형단면의 봉에서 급격히 단이 진 부분, 키홈이 있는 부분 등에서 발생한다. 응력집중 정도는 재료의 모양, 표면 거칠기, 작용하는 하중의 종류(인장, 비틀림, 굽힘)와 하중의 크기에 따라 달라진다. 그림 단이 진 원형봉의 응력집중 (3) 응력집중 경감 대책 ; ① 단이 진 부분의 곡률 반지름을 크게 하거나 단면의 변화가 완만하게 변화하도록 테이퍼 지게 한다. ② 몇 개의 단면 변화부를 설치하여 재료 내의 응력 흐름이 완만하게 한다. ③ 응력집중부에 보강재를 결합하여 응력집중을 완화한다. ④ 열처리를 하여 경도를 증가시키거나 또는 표면 거칠기를 정밀하게 한다.

10 3.6 보 (1) 보와 하중 - 기계구조를 이루는 요소 중 막대가 그 축 방향과 직각인 하중을 받으면 구부러지는데, 이와 같이 굽힘 작용을 받는 막대를 보(beam)라 한다. 보를 받치고 있는 점을 받침점(supporting point) 또는 지점이라 하고, 두 받침점 사이의 거리를 스팬(span)이라 한다. 보의 종류 ; 외팔보(cantilever beam), 단순 지지보(simply supported beam), 내다지보(overhanging beam), 연속보(continuous beam), 고정보(fixed beam), 고정 지지보(supported and fixed beam) 등 (2) 보의 평형 힘의 평형조건 : 그림과 같이 단순보에 하중 W가 작용하여 받침점에 각각 RA, RB의 반력이 생겼을 때 물체가 정지상태에서 하중을 받으면서 그 지지점이 하중 작용 방향으로 밀려나지 않고 평형을 이루려면 물체에 작용하는 외력의 각 방향으로의 대수합이 0이 되어야 한다 W-RA –RB = 0 (3-17) 그림 3-6 보의 평형

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