1. 강성 (剛性) / 강성도 (剛性度) (Rigidity, Stiffness)
ㅇ 기계적 재료가 탄성 변형에 저항하는 정도
- 변형이 어려운 정도를 나타내는 재료의 특성치
. 변형력에 대응하여 복원력을 주는 능력
ㅇ 즉, 강성이 클수록, 재료가 하중에 의해,
- 늘어지는/휘어지는/굽혀지는/비틀리는 변형 정도가 적고,
- 탄력성(탄성)이 있게됨 (즉, 복원력 좋음)
2. 강성(강성도) 및 탄성(탄성도,탄성계수) : E
ㅇ 강성도가 큰 것은 탄성계수가 크며,
- 탄성 변형에 대해 저항이 큰 것을 말함
※ 즉, `강성(강성도)` = `탄성(탄성계수)` : 등가적인 용어 임
3. 강성도의 표현식
ㅇ σ = E ε → F/A = E ΔL/L → F = E A ΔL/L → F / ΔL = E A / L
- σ : 응력, E : 탄성계수, ε : 변형률 (=ΔL/L)
- F : 하중, A : 단면적
- L : 길이, ΔL : 변형량 (δ)
- E A : (Axial Rigidity : 축 강성)
. 단위 길이 당 변형량 (ΔL/L)의 단위값 발생을 위해 필요한 하중 : [N]
- E A/L : (Axial Stiffness : 축 강성)
. 단위 변형량 (ΔL) 당 필요한 하중 : [N/m]
4. 축 하중을 받는 부재에서, 변형량의 표현식
ㅇ (변형률 ε = δ/L), (응력 σ = Eε = F/A) 이 두 관계식을 조합하여,
변형량δ에 관한 식을 얻을 수 있음
- δ = (F L)/(E A)
. δ : 변형량(deformation),신장량(elongation),변위량(displacement)
. F : 하중 (load)
. L : 길이 (length)
. E A : 축 강성 (axial rigidity)
- 즉, "변형량(δ)은, 길이(L)와 힘(F)에는 정비례하고, 단면적(A)에는 반비례 함"
. (변형량) ∝ (길이)(힘)/(단면적)