고체역학 - 재료의 변형 계산과 모아원

고체역학에서 재료의 변형을 계산하는 방법

➀ 재료의 연속성(continuous)

- 재료가 연속적으로 구성되어 있음을 가정한다.

- 금속재료 내부에 공극(void)이나 균열(crack)등의 불연속부가 없다.

- 재료 내부에 결함이 있을 경우에는 결함이 있는 경우와 전혀 다른 거동을 나타내게 되기 때문에 고체역학의 재료는 아무런 결함이 없는 깨끗한 연속적인 재료로 가정한다. (결함이 있는 재료의 거동은 파괴역학(fracture mechanics)에서 다룬다.)

 

➁ 재료의 등질성(homogeneous)

- 재료의 내부가 균일하게 구성되어 있음을 가정한다.

- 재료 내부의 위치에 관계없이 재료의 기계적, 물리적 성질이 일정함을 가정한다.

 

➂ 재료의 등방성(isotropic)

- 재료의 기계적, 물리적 특성이 방향에 상관없이 일정함을 가정한다.

- 등방성을 갖는 6면체 금속 구조물의 경우 x, y, z 축 어느 방향으로 하중을 가해도 하중에 의해 발생하는 응력 또는 변위가 동일하다.

 

후크의 법칙

고체에 힘을가해 변형시키는 경우, 힘의 크기가 어떤 한도를 넘지않는한 변형의 양은 힘의 크기에 비례한다는 법칙.

Ex) 스프링저울, 탄성압력계

 

모어원을 그리고 사용하는 이유

모아원(Mohr Circle)은 응력의 값들을 가시화하고 한 눈에 쉽게 이해하여 해석할 수 있는 방법이다. 평면응력을 받고 있고 응력의 값을 알고 있을 때, 모어원을 그릴 수 있다. 모어원을 그리고 나면 물체 내의 한 점에서의 응력과 방향을 결정하는 보조수단으로 사용할 수 있다.