기계공학 대학원 전공면접 고체역학 개념 정리본

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본문내용

*기본 5대 역학 (*역학이란, 물체에 작용하는 힘과 물체의 변형 혹은 운동의 관계를 연구하는 학문입니다.)
1) 정역학이란, 정적평형 상태에 있는 물체에 작용하는 힘과 모멘트의 평형조건에 대해 연구하는 학문입니다.
2) 고체역학(재료역학)이란, 외부 하중을 받고 있는 물체 내에서 응력과 변형률이 미치는 영향을 연구하는 학문입니다.
3) 동역학이란, 물체에 작용하는 힘이 물체의 운동에 미치는 영향에 대해 연구하는 학문입니다.
4) 유체역학이란, 압력, 점성력, 중력 등이 유체에 작용하는 힘을 계산해 유체의 운동을 연구하는 학문입니다.
5) 열역학이란, 열이 전달되기 전 후의 압력, 부피, 온도 등 상태에 대해 연구하는 학문입니다.

*단면에 작용하는 합력과 합모멘트
수직력 : 단면에 수직으로 작용하는 힘으로 외부에 인장력과 압축력이 작용할 때 발생합니다.
전단력 : 단면에 접하는 힘으로 서로 반대 방향으로 같은 크기의 외력이 작용할 때 발생합니다.
비틀림모멘트 : 단면의 수직인 축을 중심으로 토크가 작용할 때 발생합니다.
굽힘모멘트 : 안으로 혹은 바깥으로 굽혀지는 모멘트가 작용할 때 발생합니다.

*응력이란, 물체에 외력이 가해지면 물체 내부에 이에 저항하는 내력이 발생하는데, 단위 면적당 내력의 크기[N/m^2]로 정의됩니다. 단면에 작용하는 응력의 방향에 따라 단면에 수직으로 작용하는 [1]수직응력과 단면에 접하는 [2]전단응력으로 구분됩니다. [3]굽힘응력, [4]비틀림응력 등이 있으나 인장응력과 압축응력, 전단응력으로 재료에 가해지는 내력을 설명할 수 있습니다. 온도가 상승하여 물체가 팽창하면 고정된 부분에서 이에 저항하는 [5]열응력도 있습니다.

*3D상에 작용하는 응력
3D 공간 상에서 미소 요소에 작용하는 전단응력을 살펴보면, x축 평면에 작용하는 전단응력과 y축에 작용하는 전단응력은 모멘트의 평형을 이루기 때문에 방향은 다르지만 크기가 같습니다. (τ_yx=τ_xy)

*압력과 응력의 차이
같은 단위를 갖지만 압력은 크기를 나타내는 스칼라이고, 응력은 크기와 방향을 갖는 벡터입니다.