재료역학을 배워야 하는 이유와 재료역학의 근본 목적이 무엇인지 조사하세요.

소개

"재료역학을 배워야 하는 이유와 재료역학의 근본 목적이 무엇인지 조사하세요."에 대한 내용입니다.

목차

I. 인장응력에 의한 변화
II. 반복 응력에 의한 피로와 파괴
Ⅲ. 저항성이 높은 ‘단면 2차모멘트’
Ⅳ. 안정적인 삼각형 형태, 트러스 구조

본문내용

재료역학(材料力學, Mechanics of materials)은 고체역학(Solid mechanics)이라고도 불리는 개념으로, 고체 재료의 강도와 역학적 움직임을 다루는 학문입니다. 건축물, 교량, 기계부품, 압축용기 등 뼈대를 형성하고 힘을 지탱하는 구조물은 모두 재료역학의 대상이 됩니다.
재료역학의 주 목적은 구조물의 안전한 설계에 필요한 움직임 해석을 위해, 구조물 및 관련 물체에 작용하는 하중에 따른 응력, 변형, 변형률을 파악하는 것입니다. 그럼 이제부터 공학의 모든 분야에 있어 중요한 기초학문인 재료역학을 살펴보겠습니다.
우선 외부에서 주어지는 힘 즉, 외력(外力)이 작용하면 재료 내부에는 이에 저항하는 힘이 생기는데 이를 응력(stress)이라고 합니다. 응력이란 단위 면적당 작용하는 힘을 말하며, 같은 힘을 주더라도 힘을 받는 면적이 넓으면 응력은 작아지게 됩니다.

또한, 응력은 면에 수직으로 작용하는 성분과 면에 나란하게 작용하는 성분으로 나눠집니다. 먼저 수직으로 작용하는 성분은 다시 2가지로 나뉘는데, 물체를 누를 때 생기는 응력을 ‘압축응력’이라고 하며 ‘압력’과 같은 의미입니다. 반대로 잡아당길 때 생기는 응력을 ‘인장응력’이라고 합니다. 예를 들어, 달콤한 엿을 망치로 내려치면 압축응력이 생기고, 반대로 엿을 양 손으로 잡아당기면 인장응력이 생기는 것입니다.

수직 성분과 달리 물체의 면에 나란히 작용하는 응력으로는 ‘전단응력(shear stress)’이 있습니다. 물체의 단면을 절단하는 힘이 작용해 면에 나란한 방향으로 작용하는 응력을 전단응력이라고 합니다. 예를 들어 두꺼운 책을 놓고 책 표지에 손바닥을 댄 다음 옆으로 밀었을 때 책의 옆면이 틀어지면서 직사각형에서 평행사변형 모양으로 바뀌는 것이 바로 전단응력과 전단응력에 의한 변형입니다.

I. 인장응력에 의한 변화
어떤 재료에 인장응력이 가해진다고 생각해 보겠습니다. 막대를 양쪽에서 잡아당기면 용수철처럼 힘에 비례해서 길이가 늘어납니다.

참고자료

· 없음