【기계설계】 정하중, 동하중 등의 종류

"Gratitude is not only the greatest of virtues, but the parent of all others." - Cicero

"감사하는 마은은 최고의 미덕일 뿐 아니라 모든 미덕의 어버이다." - 키케로

안녕하세요. 이번 포스팅에서는 기계설계, 재료역학, 동역학 등에서 기초개념으로 자주 등장하는 개념인 '정하중, 동하중'입니다. 아주 기본되는 개념이지만, 아래의 문제들처럼 조금 집약적?으로 물어볼 수도 있다는 점 알아가시고 이번 포스팅을 보심으로써 앞으로 공부하지 않아도 꼭 맞출 수 있길 바랍니다.

[문제] - 공기업, 공무원 기출문제입니다. 아래의 개념먼저 보시고 오셔도 좋습니다. Q1. 하중의 크기와 방향이 변화하고 인장력과 압축력이 상호 연속적으로 거듭하는 하중은? Q2. 하중이 작용하였을 때, 가장 파괴되기 쉬운 하중은? Q3. 하중이 작용하는 방법에 의해 하중을 분류할 때 같은 종류가 아닌 것은? ① 교번하중  ② 비틀림하중  ③ 휨하중  ④ 전단하중 Q4. 시간과 더불어 크기와 방향이 변하지 않는 하중은? Q5. 순간적으로 짧은 시간 사이에 갑자기 격렬하게 작용하는 동하중은? → 답은 포스팅 제일 아래에 있습니다.

[정하중]

-크기나 위치, 방향 등이 시간의 경과와 더불어 변화하지 않는 정지하고 있는 하중. 지진력 등의 동적인 하중도 고층 또는 특수한 구조물을 제외하면 정하중으로 대치하여 설계하는 경우가 많다.

-매우 서서히 가해지는 하중.

[사하중]

-교량 자체의 중량에 의한 하중으로, 일정 불변이며 이동이 없고 항상 만재되어 있는 것. 사하중은 구성하고 있는 재료의 단위 중량으로부터 산출할 수 있다. 철도교에서는 부재응력 중에서 사하중이 차지하는 비중이 비교적 작으나 도로교에서는 부재 응력 중 사하중 응력이 차지하는 비중이 크기 때문에 산축에는 신중을 기할 필요가 있다. 또 각종 재료의 단위 하중은 각 시방서 등에 규정되어 있다.

[동하중]

-정하중에 대해 동적으로 작용하는 하중이며, 그 크기, 방향이 일정하지 않은 하중을 말한다. 활하중이란 별명도 있다.

[활하중]

-건축물의 내부에 상치하는 가구나 기타 자재도구 비품과 인간의 중량의 합계를 말한다.

-건축물에 부하되는 하중은 건축물 자체의 중량에 따른 고정하중, 바람*눈*지진 등의 외력에 의한 하중, 활하중의 3가지로 대별된다. 활하중의 경우 사람에 의한 중량은 장소나 때에 따라 변화하지만 물건과 같이 취급한다. 건축물이나 방의 용도에 따라 하중은 다르지만, 일반적으로 1m^3당 주택에서 180kg이고 사무실에서 300kg이다.

[반복하중]

-하중의 크기가 거의 일정한 사이를 변화하며 그 하중의 방향이 인장할 때는 인장한 만큼 압축하는 경우에는 압축만이 연속해서 반복 작용하는 하중을 말한다.

[교번하중]

-하중의 크기만이 아니고 방향도 정부로 변화해서 반복하는 하중을 말하며, 예를 들면 인장과 압축이 교대로 작용하는 경우가 여기에 해당한다.

[비틀림하중]

-비틀려고 하는 하중을 말한다.

-재료가 우력(couple)의 작용을 받으면 비틀린다. 이렇게 비틀리게 작용하는 힘을 비틀림 하중이라 한다.

[휨하중] = 굽힘하중

-재료를 구부려 꺾으려는 하중을 말한다.

-굽힘의 작용을 주는 하중을 말한다. 보와 같은 것에 하중이 작용하면 활 모양으로 구부러진다. 이렇게 휘도록 작용하는 힘을 굽힘 하중이라 한다.

[전단하중]

-물체 내의 근접한 평행 2면에 크기가 같고 방향이 반대로 작용하는 하중. 이 하중은 작용하면, 2면은 서로 미끄럼을 일으킨다. 전단력이라고도 한다.

-물체 내의 접근한 평행 2면에 크기가 같고 방향이 반대로 작용하는 하중을 말한다. 하중이 작용하면 재료는 하중에 평행인 면에서 절단되어 좌우 부분이 하중 방향으로 미끄러지려고 한다. 이 작용을 전단이라고 하며, 이러한 하중을 전단하중이라 한다. 가위로 천을 자를 때 등의 전단이다.

[충격하중]

-비교적 단시간에 충격적으로 작용하는 하중을 말한다. 하중 가운데 재료에 가장 큰 영향을 준다.

[위 문제 정답] Q1. 하중의 크기와 방향이 변화하고 인장력과 압축력이 상호 연속적으로 거듭하는 하중은? 교번하중 Q2. 하중이 작용하였을 때, 가장 파괴되기 쉬운 하중은? 교번하중 Q3. 하중이 작용하는 방법에 의해 하중을 분류할 때 같은 종류가 아닌 것은? ① 교번하중 ① 교번하중  ② 비틀림하중  ③ 휨하중  ④ 전단하중 Q4. 시간과 더불어 크기와 방향이 변하지 않는 하중은? 정하중 Q5. 순간적으로 짧은 시간 사이에 갑자기 격렬하게 작용하는 동하중은? 충격하중

[출처] 공기업, 공무원 수험서, 건축용어사전, 산업안전대사전, 두산백과, 토목용어사전, 도해 기계용어사전, 자동차 용어사전, 

【재료역학】 압축하중, 푸아송비 문제풀이

【재료역학】 분포하중 단순보 처짐 예제 풀이

【기계설계】 키, 핀, 코터 단원 기초공식 정리

【기계설계】 기초 공식 정리