응력과 변형도

응력과 변형도

 

1. 응력과 응력도

외력에 저항하여 원형으로 돌아가려는 힘.

내부에서 일어나느 힘(내적 또는 응력)

1) 외력

구조물의 외부로부터 작용하는 힘으로 하중과 반력을 외력이라 한다.

2) 외응력

부재 내부의 저항력을 외응력 또는 응력이라 한다.

보에서는 단면적, 트러스나 라멘 등에서는 부재력

① 전단력

부재는 그 부재의 측과 수직인 방향으로 자르려 하는 힘.

절단되려는 단면의 좌측에 상하의 힘이 작용하고 우측에 하향의 힘이 서로 맞서 절단하려는 것을 정(+), 좌측에 하향의 힘이 작요하고 우측에 상향의 힘이 서로 맞서 절단하려는 것을 부(-)

② 휨모멘트

부재에 작용하는 모멘트로서 부재를 굽혀서 휠려고 하는 응률의 크기

③ 축방향력

외력이 부재의 축방향으로 작용 할때의 힘으로 보를 압축 또는 인장하는 힘

인장을 받을 때를(+) N← (+) →N

압축을 받을 때를(-) N→ (-) ←N

 

2. 응력의 종류

1) 수직응력(법선응력)

부재 측방향에 수직인 단면이 생기는 응력

① 인장응력

부재가 축방향으로 늘어나게 하려는 힘을 받을 때 부재 내부에 생기는 응력

② 압축응력

부재가 줄어들게 하려는 힘을 받을 때 부재 내부에서 생기는 응력

2) 전단응력

부재측의 직각방향의 전단력에 생기는 응력

전단력에 저항하기 위한 부재의 응력

3) 휨응력

상부에는 부재가 줄어 들려는 압축력을 받게되고 하부에는 늘어나려는 인장력

휨응력 → 이러한 힘에 저항하기 위하여 응력이 생긴다.

중립측의 상부에는 압축응력, 하부에는 인장응력

4) 비틀림 응력

5) 온도 응력

부정정계에서는 외부 하중이 작용하지 않더라도 열효과 때문에 응력이 발생할수 있다.

 

3. 변형과 변형율

물체는 외력을 받으면 물체의 형상과 치수에 조금이라도 변화가 발생 하는데 이변화를 변형.

변형의 양과 변형전의 양과의 비 – 변형율, 변형도

 

4. 변형율의 종류

1) 선변형율

축방향으로 인장 또는 압축을 받을 때 생기는 변동율(수직변형율)

① 세로 변형율

② 가로 변형율

③ 전단 변형율

④ 체적 변형율

⑤ 온도 변형율

 

5. 탄성과 탄성계수

모든 재료는 탄성 한도 내에서 응력도의 변형과 정비례 하게 되는데 이것을 훅의 법칙이라 한다.

1) 영계수(중탄성 계수)

2) 휨탄성 계수

3) 체적 탄성계수