재료역학 (1): 재료역학과 하중의 종류

재료역학: 외력이 재료에 미치는 내부 작용, 특히 재료가 파손에 저항하는 능력인 강도를 연구하는 학문입니다.

재료 내부의 변화:

1. 변형: 변형이나 변형률로 나타냅니다.
2. 힘에 대한 저항: 저항력이나 응력으로 나타냅니다.

변형의 종류:

1. 탄성: 변형을 일으키는 힘을 제거하면 재료가 원래의 모양으로 되돌아가는 성질입니다.
A. 예: 고무, 스프링
B. 일정한 모양을 가진 고체에서 나타나는 성질입니다.

2. 소성: 가해진 힘을 제거해도 변형된 재료가 원래 상태로 돌아가지 않는 성질로, 영구 변형을 뜻합니다.

하중: 물체에 작용하는 외력입니다.

1. 작용 상태에 따른 하중의 분류:
A. 축하중(수직하중): 재료의 축 방향으로 작용하는 하중입니다.
i. 인장하중: 재료를 축 방향으로 잡아당기는 하중입니다.
ii. 압축하중: 재료를 축 방향으로 누르는 하중입니다.
        
B. 전단하중: 재료의 축에 수직으로 작용하는 하중입니다.
C. 굽힘하중: 재료를 구부릴 때 작용하는 하중입니다.
D. 비틀림하중: 재료를 비틀 때 작용하는 하중입니다.

2. 작용 시간에 따른 하중의 분류:
        
A. 정하중:
i. 크기와 방향이 시간에 따라 변하지 않습니다.
ii. 크기와 방향이 시간에 따라 변하더라도 그 변화가 무시할 정도로 작습니다.

B. 동하중: 하중의 크기나 방향이 시간에 따라 변합니다.
i. 반복하중: 크기가 달라지는 힘이 반복해서 연속적으로 작용하는 하중입니다.
ii. 교번하중: 크기와 방향이 시간에 따라 변하는 하중으로, 진동에 의해 작용이 중첩될 수 있습니다.
iii. 충격하중: 충격에 의해 순간적으로 작용하는 큰 하중입니다.

3. 하중의 분포 상태에 따른 분류:
A. 집중하중: 특정한 한 점에 집중해서 작용하는 하중입니다.
B. 분포하중: 일정한 길이나 면적에 걸쳐 퍼져 작용하는 하중입니다.
C. 이동하중: 물체 위를 이동하면서 작용하는 하중입니다.
i. 예: 열차가 지나갈 때 철도가 받는 하중입니다.