Stress   응력, 변형력

(2023-12-02)

1. 응력 (변형력) (Stress, σ) 이란?

  ㅇ 물체가 어떻게 을 느끼는가에 대한 물리량
     - 즉, 물체의 한 요소가 그 주위 요소로부터 어떻게 을 받는가를 말함
        . 결국, 물체 내 작용하는 (변형을 일으키는) 의 분포

  ㅇ 구체적으로, 물체 내 한 점을 지나는, 특정 평면에 작용하는, 내력의 세기

  ㅇ 만일, 외력에 저항하는 내력이, 내부 단면(평면)에 균일하게 작용한다고 가정할 때,
     - 그 총합은, 외력과 같아지며,
     - 이때의 단위 면적 당 내력을, 응력(변형력) 이라고 함  


2. 응력 (변형력)의 정의 

  ㅇ 정의
     - 물체에 변형을 일으키는 `단위 면적(변형력)` 
     - 또는, 하중에 의해 재료 내부에 생기는 `저항력(내력)`
        . 그에 견뎌내는 내력(耐力) 즉,`단위면적당 저항력`
     
     * 한편, 물체 내부의 한 점에서는,
        . 변형 외력(外力)과 변형 내력(內力)이 같음 (즉, 구분이 안됨)

  ㅇ 표현식 및 단위
     - σ (변형력) = (외력) / (단면적) 
                   = F / A   [N/㎡ = Pa] 또는 [N/㎟ = MPa(파스칼)]

  ※ 기계공학에서는, 응력(변형력)을,
     - 재질(재료 물성)과는 관계 없이,
        . 즉, 독립적으로, 마치 압력과 유사하게,
     - 단지 `하중(F,)`과 `형상(A,면적)`에 의해서 만 정의하여,
        . 물체 내 의 분포에 대한 정보를 알 수 있게 함으로써,
     - 기계 구조물의 구조 형상 설계에 특화된, 
        . 매우 유용한 파라미터로 삼을 수 있게 함


3. 응력 (변형력)의 경험 관계식

  ㅇ (탄성한계 내에서)  응력 또는 변형력 (Stress) ∝ 변형 (Deformation)
     - 변형력을 제거하면 원래의 크기,모양으로 되돌아감 

  ㅇ (탄성한계 내에서)  응력과 변형률 사이에 선형 관계를 갖음
     - (응력 또는 변형력 σ)  =  (탄성계수 E) x (변형률 ε : 단위 길이 당 치수 변화) [N/㎡]
        


4. 응력, 변형률, 탄성계수의 서로다른 의존성

  ㅇ 응력(변형력)  :  변형을 느끼는 단위 면적 당 /내력  (재료의 구성에 의존)
  ㅇ 변형률        :  변형량과 원래 치수와의 무 차원 比   (재료의 변형에 의존)
  ㅇ 탄성계수      :  탄성 변형에 저항하는 재료의 성질    (재료물성에 의존)
         

5. 응력의 구분 및 묘사

  ※ ☞ 응력 구분 참조
     - 수직 응력 / 법선 응력(Normal Stres) / 축 응력(Axial Stress)  σn
     - 수평 응력 / 접선 응력(Tangential Stress) / 전단 응력(Shear Stress)  σt
     - (인장 시험시) 공칭 응력, 참 응력

  ㅇ 물체에 작용하는 한 점에서의 응력 상태에 대한 세부적인 묘사는,
     - 그 점에 위치하는 재료 요소 면에 작용하는, 
     - 6개(통상,육면체 면)의 독립적인 수직 응력,전단 응력 성분들에 의함

힘의 종류
   1.   2. 마찰력   3. 중력   4. 탄성력   5. 중심력   6. 전기력   7. 응력   8. 압력   9. 장력   10. 표면 장력  
응력
   1. 응력   2. 응력 구분   3. 전단 응력   4. 변형률   5. 탄성률   6. 포아송비  


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