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재료역학

【재료역학】 집중하중 외팔보의 처짐 및 처짐각 "어떤 비관론자도 별의 비밀을 발견하거나, 미지의 섬으로 항해하거나, 인간정신의 새로운 낙월을 연 적이 없다." - 헬렌 켈러 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 재료역학에서 '집중하중이 작용하는 외팔보'의 처짐과 처짐각에 대한 문제풀이입니다. 아주 기본적인 문제이지만, 기사시험을 비롯한 곳에서는 최종적으로 답이되는 공식들만을 암기해야합니다...ㅠㅜ 포스팅 보시고 도움이 되서 파이팅하시길 바랍니다!! [문제] 그림과 같은 외팔보의 자유단의 처짐은 얼마인가? (단, EI는 일정하다.) [문제풀이] 외팔보 자유단에 집중하중 P가 작용하고 있는 상태입니다. 이때, 좌측 고정단에는 반력 R과 반모멘트 M이 형성됩니다. (아래 그림 참조. 그림은 1년여전에 그린게 있어서 사진 찍었습니다. 못생긴건 이해부탁드립니다.) ..
【재료역학】 단순보 사각단면 '최대'전단응력 문제풀이 대학을 갈 때에도 직장을 갈 때에도 여러 조건이나 이유를 대지만, 사랑만큼은 그러지 말자. 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 재료역학에서 단순보의 사각단면에서 '최대'전단응력에 관한 문제풀이입니다. 잘 보시면 '최대'라는 단어에 강조를 했음을 알 수 있습니다. 보에서의 단순 전단력/응력이 아니라 '최대'전단응력을 구하는 것입니다. 이 부분이 헷갈려서 많은 분들이 문제풀이를 해매지만, 이 글을 보신 여러분들은 그러지 않으실 수 있도록 자세히 적어보겠습니다. 열공하시길 바랍니다! [문제] 그림의 단순보(simple beam) 같이 직사각형 단면에 집중하중이 작용할 때 발생하는 최대전단응력을 구하여라. [문제이해] 위에서도 말했듯이 재료역학 문제를 풀면서 위와 같이 생긴 그림을 많이 보았겠지만, 이번 문제는 '최..
【재료역학】 단면적 감소량 문제풀이 즐거운 시간들이 가고 행복한 시간들도 찾아오기를 안녕하세요. 이번에는 재료역학 문제 중에서 '단면적의 감소량'에 대한 문제를 가져와 풀어보겠습니다. 자주 등장하는 개념이 아니기 때문에 헷갈릴 수 있지만, 아래와 같이 기본 공식만 이해하고 암기해주면 충분히 쉽게 풀 수 있는 개념입니다. 쉬운 개념에도 불구하고 자주 나오지 않아서 공부하지 않아 틀리는 경우가 없길 바랍니다. [문제] 직경 3cm인 봉이 인장하중 30kN을 받았을 때, 단면적의 감소량은 얼마인가? (단, 푸아송 비는 0.3, 탄성계수는 200GPa이다.) [문제풀이] 우선, 문제에서 주어진 조건을 요약해보겠습니다. ① 직경 d = 3cm ② 인장하중 P = 30kN ③ 푸아송비 μ = 1/m = 0.3 ④ 탄성계수 E = 200GPa 그리고 ..
【재료역학】 단면 상승 모멘트 문제풀이 잊혀진다고 낙심하지말자. 잊어야할건 잊어버려도 좋다. 안녕하세요. 이번에는 기계공학 중, 재료역학에서 '단면상승모멘트'에 대한 문제를 풀어보겠습니다. 대학 수업 과정에서 단면'상승'모멘트는 거의 수업시간에 다뤄지지 않는데, 어느 시험을 준비하느냐에 따라 추가적으로 공부할 필요성이 있을 것 같아서 이렇게 풀이 예시를 올려봅니다. 공부하시는 분들께 도움이 되길 바랍니다. 궁금한 질문은 언제나 댓글을 이용해주시면 감사하겠습니다. 문제는 총 2개를 가져와봤습니다. (해당 문제는 공기업 예상문제에서 가져왔습니다.) [단면상승모멘트란?] - 네이버 지식백과 → 단면에 대하여 임의의 직교 2축 x,y를 생각하고 그 미소단면적을 dA로 했을 때 다음 식으로 나타내어지는 값. → → 도심을 통하는 직각축에 대한 단면상승..
【물리】 가속도-시간 (a-t) 그래프 해석 예시 꿈을 꾸세요. 생각보다 꿈은 가까이에 있습니다. 안녕하세요. 이번 문제는 기계공학 문제를 풀다가 아주 쉽게 동역학 중에서도 고등물리 내용 수준의 문제가 있어서 【물리】 게시판에 풀이를 작성해봅니다. 도움이 되시길 바랍니다. 해당 문제를 가져와서 풀어보면서 해석해보겠습니다. 마지막에는 추가적으로 알 수 있는 정보들을 적어보았습니다. 참고하시어 이해하시는데에 도움이 되시길 바랍니다. [문제] 어떤 물체가 정지 상태로부터 다음 그래프와 같은 가속도로 가속된다. 20초 경과 후의 속도는 몇 m/s 인가? [선택지] ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 [문제풀이] 가속도-시간 그래프에서 면적은 속도의 변화이다. 따라서 0초부터 20초까지 속도의 변화량(면적)에 초기속도를 더하면 최종 속도를 알 수 있다. 단, 문제에서 ..
【재료역학】 분포하중 단순보 처짐 예제 풀이 사랑에 아파하기엔 너무 아까울 만큼 넌 정말 아름다운 사람이야. 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 재료역학에서 분포하중이 작용하는 단순보의 처짐에 대해 풀어보겠습니다. 아래의 그림을 참고해주시고, 기초적인 내용들로 구성되어 있으니 차근차근 보시면서 이해해주시길 바랍니다. 최대한 이해를 돕기위해 풀이 순서대로 번호를 부착하였습니다. 순서대로 이해하시면 좋을 듯 합니다. (글로 설명하는게 한계가 있음을 이해해주시길....ㅠㅜ) [문제] 우선, 문제는 아래와 같이 길이가 L인 단순보에 분포하중 w가 작용하는 것입니다. 처짐식, 최대처짐과 처짐각을 계산해보겠습니다. (그림 실력.... 이해 부탁드릴게요.... ㅎㅎ) [문제풀이] 1) 우선, 좌우 A점, B점에서의 반력은 평형방정식을 세워서 풀 수 있고, 그림에 표..
【재료역학】 외팔보 분포하중 문제풀이 실제 공기업에서 필기시험으로 기출되었던 문제입니다. 문제는 외팔보에 얼마인지 모르는 분포하중이 작용하고 있을 때, 허용 굽힘응력을 주어주고 분포하중이 얼마까지 버틸 수 있을지 묻는 문제입니다. 알면 간단하지만, 시간이 지나서 익숙치 않은 개념들이 있다면 못 풀고 넘어갈 수 있을 듯합니다. [문제]- 실제 공기업 필기시험 기출문제Q. 다음 그림에 주어진 길이 80cm의 외팔보에 자유단으로부터 60cm에 걸쳐 분포하중 q [kgf/cm] 를 작용시키고자 한다. 보의 단면은 직사각형(b x h = 20cm x 30cm) 이고 허용굽힘응력은 50 [kgf/cm^2 으로 할 때 작용시켜야 할 q값을 구하면 얼마인가? [그림] [답] 50 [kgf/cm] [문제설명] 위에서도 말했듯이 그림과 같은 외팔보가 있고 분..
【재료역학】 모멘트 개념 이해 문제풀이 모멘트(moment)의 개념을 이해하고 방향에 따라 부호를 배운 이후 처음 접하면 좋은 문제입니다. 모멘트의 개념과 모멘트계산을 경험해보면서 다른 문제풀때에 충분히 도움이 될만한 문제입니다. 이정도 수준이지만 아래 문제는 실제로 공기업의 필기시험에 기출되었던 문제입니다. 혹시 공기업을 준비하시는 분이시라면 공식이나 계산보다는 '개념'이 중요하다는 것만 알고 계시면 좋을 것 같습니다. [문제] 다음에 주어진 그림에서 점 A, B, C 둘레의 모멘트는 각각 몇 kg*cm인가? [답] A : 360 kg*cm, B : -180 kg*cm, C : 330 kg*cm [문제풀이] 이번 문제는 모멘트에 관한 개념을 이해하고 있는지만 묻고 있는 아주 간단한 문제입니다. 우선 이 문제를 풀기 위해서는 다음 개념을 알아..
【재료역학】 정사각형 단면 봉에 인장하중 작용, 탄성계수 묻는 문제풀이 실제 공기업 기출문제에서 재료역학 부분의 문제입니다. 응력과 변형률 개념에서 가장 기초되는 봉의 인장/압축 하중이 걸릴 때의 경우입니다. [문제]- 실제 공기업 기출문제 Q. 정사각 단면의 각 변이 10mm의 길이를 갖는 봉이 길이 방향으로 10kN의 인장하중을 받을 때, 변형률(strain)이 0.005 이었다. 이 재료의 탄성계수는 얼마로 추정할 수 있는가? [답] 20 [kN/mm^2] [문제풀이] 우선, 주어진 조건은 (1) 단면 = 정사각형, 가로세로 10mm(2) 인장하중 10kN(3) 변형률 = 0.005 이 세가지 입니다. 길이조건은 주어지지 않았는데, 잘 생각해보면 변형률 내에 길이가 포함되어 있게 되어있는 경우인 듯 합니다. 위 조건들을 우선 그림으로 그려보겠습니다. 너무 간단하게 그렸..
【재료역학】 응력집중현상이란? 응력집중현상이란, 재료역학 시간에 배우는 것처럼 '응력의 국부적인 집중현상으로 물체에 외력을 가했을 때 불규칙한 모양의 부분, 특히 예리하게 도려진 밑부분에는 평활한 부분에 비해 국부적으로 매우 큰 응력이 발생한다.'라고 정의됩니다. 이처럼 응력집중은 물체의 각진 부분이나 단면이 급격하게 변화하는 부분에서 자주 발생합니다. 변형률 집중이라는 말로도 할 수 있습니다. 이 때문에 충분한 실험을 바탕으로 제품을 생산해야 합니다. 응력집중계수란, 응력집중부에 작용하는 최대의 응력과 단면적당 응력과의 비율을 응력 집중 계수라고 합니다. 즉, '최대응력/평균응력'의 값이 응력집중계수입니다. 응력끼리 나누었기 때문에 무차원수라는 것을 예상할 수 있을테고 이 숫자가 높을수록 제품설계가 좋지 못하다는 것을 알 수 있습니..