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공학 문제해결/재료역학

MPa ↔ N/mm^2 단위 관계 안녕하세요. 재료역학에서 자주 등장하는 압력, 응력 단위를 한번 살펴보려고 합니다. 아주 쉬운 반면에 자주 헷갈려서 질문(댓글)이 들어오는 단위 개념입니다. 이번 기회에 잘 파악하시고 가시길 바랍니다. MPa ↔ N/mm^2 단위 관계 위 두 단위의 관계는 '같다'입니다. 즉, 두개의 단위가 같은 의미이며 어느걸 사용하든 같은 단위라는 것입니다. 이 단위는 압력이나 응력에서 자주 사용합니다. 그리고 문제를 풀이할 때에 같은 단위임에도 불구하고 낚시형 문제에서 낚는 경우가 가끔 있으니 주의해야 합니다. 자세한 풀이를 아래에서 부터 서술하니 참고하시길 바랍니다. 우선, MPa의 'M'는 '단위 접두사'로 10^6을 뜻합니다. 단위 접두사로는 여러가지가 있지만 살짝 살펴보자면, 헥토, 킬로, 메가, 기가는 위..
【재료역학】 내압을 받는 압력용기(원통형, 구형) < 에디터 자체의 수식입력 툴을 이용하여 글이 다소 지저분해보이는 점 양해 부탁드립니다.> 응력과 압력에는 많은 공통점이 있습니다. 가장 중요한 것은 차원이 같다는 것입니다. 면적만 곱해주면 둘 다 힘(하중)을 나타내므로 작용방향만 고려해준다면 평형방정식을 세울 수 있습니다. 이 평형방정식을 통해 우리가 흔히 배우는 공식들이 유도됩니다. 오늘은 이러한 유도과정으로 응력에 대한 이해를 높이고 압력용기에 어떻게 응력과 압력이 작용하는지에 대해서도 알아보도록 하겠습니다. 먼저 원통형 압력용기에 대해 살펴보겠습니다. 재료역학이 적용되는 물체는 우리 주변에 매우 많습니다. 내압을 받고 있는 원통형 내압용기 중 흔히 볼 수 있는 것은 LPG가스 용기입니다. 물체를 생각하며 바로 원주방향, 축방향의 응력을 유도해보도..
【재료역학】 평행축 정리 공식, 예시 "I count him braver who overcomes his desires than him who overcomes his enemies." - Aristotle "나는 자신의 욕구를 극복하는 사람이 자신의 적을 이기는 사람보다 용감하다고 믿는다." - 아리스토텔레스 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 재료역학, 평행축 정리 공식과 예시 하나를 보여드리려고 합니다. [평행축 정리] 1. 정의 - 서로 평행한 두 회전축에 대한 관성 모멘트들 사이의 관계에 대한 정리다. 이 정리를 써서, 한 축에서의 관성 모멘트를 알면 이와 평핸한 임의의 축에서의 관성 모멘트를 구할 수 있다. (위키백과) 2. 공식 3. 예시) 사각형일 때 ① 우선, 사각형의 중심축(위 그림에서 x-x'축)을 기준으로한 관성모멘트는 입니..
【동역학】 도르래 힘 구하기 문제풀이 "If you want the present to be different from the past, study the past." - Baruch Spinoza "현재가 과거와 다르길 바란다면, 과거를 공부하라." - 바뤼흐 스피노자 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 동역학에서 아주 간단한 도르래 힘 구하는 문제를 풀어보겠습니다. 궁금하신 점은 댓글로 남겨주시면 답변드리도록 하겠습니다. [문제] - 공기업, 공무원 기출문제 다음 그림에서 F는 얼마인가? [정답] [문제풀이] (그림 실력 이해부탁드립니다...ㅎㅎ) 우선, 위 문제에서 주어진 그림을 그대로 옮겨 그렸고, 빨간색 글씨로 각 로프에 작용되는 힘을 적어두었습니다. 말로 설명해보겠습니다. ① 가장 아래 무게 W인 물체가 걸려있습니다. 이때, 해당 물체..
【동역학】 스프링 직렬 병렬 문제풀이 "A flatterer is a friend who is your inferior, or pretends to be so." - Aristotle "아첨꾼은 나보다 열등하거나 그런 척 하는 친구이다." - 아리스토텔레스 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 동역학에서 스프링의 직렬, 병렬 연결된 문제를 풀어보겠습니다. 아주 간단한 문제이지만, 헷갈릴 경우 아주 틀리기도 쉽다는 점~ 검색을 통해서 들어오셨다면, 꼭 이해하고 넘어가시길 바랍니다. 궁금하신 점은 댓글을 통해 받고 있으니, 댓글 남겨주시면 답변 드리겠습니다. [문제] - 공기업, 공무원 기출문제 자동차 타이어의 강성을 Kt, 서스펜션 강성을 Ks라고 할 때 그림과 같은 타이어와 서스펜션계의 등가스프링상수 Keq는? [정답] [문제풀이] 우선, 위 그림..
【재료역학】 모어원 예제 문제풀이 "We thought we were running away from the grown-ups, and now we are the grown-ups." - Margaret Atwod "우리는 우리가 어른이 되는 것에서 도망치고 있다고 생각했다. 허나 이제 우리가 어른이 되어버렸다." - 마가릿 애트우드 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 재료역학에서 간단한 모어원 문제를 가져와봤습니다. 보시고 도움이 되시면 아래에 있는 '공감' 한번 눌러주시면 감사드리겠습니다. 그럼 열공하시길 바랍니다. [문제] 다음과 같은 평면응력상태에서 X축으로부터 반시계방향으로 30˚ 회전된 X'축 상의 수직응력은 약 몇 MPa인가? [문제풀이] 우선, 위 문제에 나와있는 그림을 요약해보겠습니다. ① x축 방향 응력 = + 20 MPa ..
【재료역학】 단면 2차 모멘트 구하는 문제풀이 "You cannot be mad at somebody who makes you laugh - it's as simple as that." - Jay Leno "당신을 웃게 만드는 이에게 화를 낼 수는 없어요. 그만큼 단순한 거에요." - 제이 레노 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 아래 그림과 같은 형상에서의 단면 2차 모멘트(=관성모멘트)를 구해보겠습니다. [참고] 단면 1차 모멘트 : 축으로부터 도심점까지의 거리에 면적을 곱한 것을 말한다. 단면 2차 모멘트 : 축으로부터 도심점까지의 거리의 제곱에 면적을 곱한 것을 말한다. [문제] - 일반기계기사 필기 기출문제 그림과 같은 단면에서 대칭축 n-n에 대한 단면 2차 모멘트는? [문제풀이] 위 형상의 단면에서 축 n-n에 대한 단면 2차 모멘트(=관성모..
【재료역학】 직렬병렬 스프링 처짐량 문제풀이 "니가 생각하는 사랑이 붉은색이면, 자주색도 있고 파란색도 있고 검정색 하얀색 다있는거야" - 영화 명대사 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 재료역학에서 스프링의 직렬, 병렬 연결관련한 문제를 가져와봤습니다. 비교적 간단한 문제입니다. [문제] 그림과 같은 스프링 장치에 질량 W의 물체를 메달 때, 물체의 처짐량은? (단, k1 = k2 = 100 N/mm, k3 = 50 N/mm, W = 200kg 이다.) [문제이해] 우선, 위 그림을 보겠습니다. 천장에 무게가 W인 물체가 매달려 있습니다. 이때, 그 사이에 연결고리가 용수철의 직렬/병렬 혼합연결로 연결되어있습니다. 이때의 처짐량을 계산하기 위해서는 위 3개의 스프링을 1개의 스프링으로 간략하게 표현한 다음에 천장에 메달려있는 물체의 처짐량을 구하면 됩..
【재료역학】 압축하중, 푸아송비 문제풀이 "Time is the coin of your life. It is the only coin you have, and only you can determine how it will be spent. Be carefullest you let other people spend it for you." "시간은 인생의 동전이다. 시간은 네가 가진 유일한 동전이고, 그 동전을 어디에 쓸지는 너만이 결정할 수 있다. 네 대신 타인이 그 동전을 써버리지 않도록 주의하라." - 칼 샌드버그 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 재료역학에서 압축하중이 작용하는 원형봉 부재의 푸아송 비를 구하는 간단한 문제입니다. 푸아송 비에 대한 개념 이해를 위한 간단한 문제로 이해해주시면 좋을 것 같습니다. [문제] 그림과 같은 원통형 부재..
【재료역학】 자중 비교 문제풀이 "子求諸己 小人求諸人 (자구제기 소인구제인)" "What the superior man seeks is in himself. What the mean man seeks is in others." "일이 잘못되면 군자는 제 탓을 하고, 소인은 남을 탓한다." - 공자 안녕하세요. 이번 문제에서는 간단한 자중(self load)에 관한 간단한 문제를 풀어보겠습니다. [문제] 직경, 재질, 길이가 동일한 2개의 강재 원형봉이 웟면(a), 아래면(b)에서 자중이 각각 지지되고 있다. 단면 A - A'에 작용하는 평균 수직응력의 비(a/b)는 얼마인가? [선택지] ① 1/3 ② 1/2 ③ 2 ④ 3 [문제풀이] 우선, 문제에서 직경, 재질, 길이가 모두 동일하다 하였으므로 각 (a), (b)의 봉의 면적, 단면계..