강성(剛性)

소개

강성과 강성설계에 관한 기초 자료 입니다.

목차

1. 강성 [剛性, rigidity]

1.1 정의

- 재료에 변형을 가할 때 재료가 그 변형에 저항하는 정도를 나타낸 것.

1.2 내용

1.3 강성의 종류

1)내용불충분한 강성 [Insufficient stiffness]

2)동적 강성(동강성) [Dynamic Stiffness]

3)비틀림강성 [torsional rigidity]



1.4 강성률 [剛性率,modulus of rigidity]

- 외부에서 가한 힘에 대해 물체의 모양이 얼마나 변하는지를 나타내는 척도.


2. 강성의 비교

2.1 강성의 stiffness와 rigidity 차이점


2.2 강성과 강도 차이점


2.3 강성설계와 강도설계

본문내용

1. 강성 [剛性, rigidity]

1.1 정의
- 재료에 변형을 가할 때 재료가 그 변형에 저항하는 정도를 나타낸 것.
- 모양, 부피가 변하지 않고 견디는 성질.

1.2 내용
탄성체에 외부의 힘이 가해졌을 때의 변형은 힘이나 모멘트의 크기 외에
탄성체의 형상, 지지방법, 재료의 탄성계수 등에 따라서 달라진다. 일반적으로재료의 강성은 단위변화량에 대한 외력의 값으로 나타낸다. 인장에서 신장은 외력에 비례하는데, 단위신장을 주는 외력을 신장강성이라고 한다.

빔을 구부릴 때 빔의 처짐 곡선의 곡률(曲率)은 휨모멘트 M에 비례하며,
(탄성률 E)×(단면 2차 모멘트 I)에 반비례한다. 곡률은 휨모멘트 M이 같아도 E×I가 작을수록 크다. 그러므로 EI는 처짐 곡선에서 곡률의 크기를 나타내는 계수이다. 이것을 휨강성이라고 한다. 또 막대를 비틀때, 단위 길이 당의 비틀림각은 비틀림모멘트에 비례하지만 단위 비틀림각을 주는 비틀림 모멘트를 비틀림강성이라고 한다.

1.3 강성의 종류

1)내용불충분한 강성 [Insufficient stiffness]
- 예상되는 설계하중과 공차를 충분히 견딜만한 강성을 가져야 한다.
특히 움직이는 부품이 너무 유연하면 공진이 발생할 우려가 있다.

2)동적 강성(동강성) [Dynamic Stiffness]
- 역학계의 임의의 지점에서 단순조화운동으로 가진된 변위에 대한 힘의
복소비를 의미하며, 동적강성(Dynamic Stiffness)은
동적순응성(Dynamic compliance)의 역수이다.

3)비틀림강성 [torsional rigidity]
- 기둥 모양의 탄성체가 외력에 대하여 비틀리기 어려운 정도를
나타내는 계수.
비틀림모멘트 N과 단위길이당 비틀림각 φ사이에는 N=Dφ인 관계가
있는데, 이 경우 비례계수 D를 말한다. 비틀림강성 D=N/φ 는 물질의
층밀리기탄성률(shearing modulus) n에 비례하며 그 비례계수는 기둥의
단면의 형태에 의해 결정된다. 단면의 반지름이 a인 원기둥에서는
D=πa4n/2이다.

참고자료

· 없음