변형력: 두 판 사이의 차이

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[[그림:Stress in a continuum.svg|right|thumb|450px|응력의 일반적인 개념을 그림으로 나타낸 것. 오른쪽 직육면체는 응력 텐서를 표현한다.]]
변형력과 변형이 매우 작은 범위에서 일어날 때 이 두 양은 비례하는데 그 비례상수를 탄성률이라고 한다.
 
'''응력(Stress)'''는 역학에서 단위면적당 작용하는 힘을 뜻한다. [[카우치]]가 1822년 처음 고안했다.
인장변형력은 그림과 같이 막대기나 줄을 양쪽에서 장력 F로 잡아당길 때 단면을 확대해보면 단면의 오른쪽 부분에는 힘 F⊥가 왼쪽으로 작용하고 있고, 왼쪽 면은 그 반대로 작용하고 있다. 단면에 작용하는 F⊥을 단면의 면적 A로 나누어 준 값을 인장변형력이라고 정의한다. 반대로 막대기나 줄에 압축되는 힘이 작용할 경우에 이 힘을 단면의 면적으로 나누어 준 것을 압축 변형력이라고 한다.
 
사실상 응력의 개념은 [[연속체]](Continuum)라는 가정 아래 성립할 수 있다. 물체 내부의 경우, 가상의 단위부피를 설정해서 그 가상의 표면 바깥에 작용하는 힘을 계산하기 때문이다. 여기서 '가상의 힘'은 크게 두 종류가 있는데, [[표면힘]](Surface Force)와 [[몸체힘]](Body Force)이다. 표면힘은 표면에 평행한, 몸체힘은 표면에 수직한 힘이다.
[그림] 인장변형력
 
응력의 [[SI]]단위는 파스칼(Pa)이다. [[압력]]과 같은 단위지만, 압력과 응력은 전혀 다른 개념이다.
층밀리기는 아래 그림과 같이 반대쪽 두 표면에 나란하게 작용하는 크기가 같고 방향이 반대인 두 짝힘의 결과로생긴다. 층밀리기변형력은 층밀리기 힘을 힘이 작용하는 표면의 면적으로 나눈 것으로 정의한다.
 
일반적인 단면봉(Prismatic Bar)의 경우, 수직응력(Normal Stress)는 바깥쪽(Tension) 또는 안쪽(Compression)으로 작용한다. [[변형률]](Strain)과의 연관성 때문에, 보통 바깥쪽 응력을 양으로, 안쪽을 음으로 본다. 이 경우, 보통은 계산의 편리성을 위해 ''모든 단면적에 고르게 힘이 작용한다''라고 가정하고 평균값을 사용하는 경우가 많다. 즉,
[그림] 층밀리기변형력
 
:<math>\sigma_\mathrm{avg} = \frac{F_\mathrm n}{A}\approx\sigma\,\!</math>
물체가 유체나 기체 속에 있으면 유체나 기체로부터 압력을 받아 변형이 되는데 이를 부피변형이라 한다. 부피변형력은 유체나 기체 속에 들어 있는 물체가 받는 압력과 같다. 즉, 유체나 기체로부터 단위 면적당 받는 힘으로 정의된다.* [[변형도]]
 
실제로는 모든 지점마다 작용하는 응력의 값이 다르다. 때문에 카우치는 이를 표현하기 위해 [[텐서]]를 사용했다.
:<math>\sigma_{ij}=
\left[{\begin{matrix}
\sigma _{11} & \sigma _{12} & \sigma _{13} \\
\sigma _{21} & \sigma _{22} & \sigma _{23} \\
\sigma _{31} & \sigma _{32} & \sigma _{33} \\
\end{matrix}}\right]
 
\equiv \left[{\begin{matrix}
\sigma _{xx} & \sigma _{xy} & \sigma _{xz} \\
\sigma _{yx} & \sigma _{yy} & \sigma _{yz} \\
\sigma _{zx} & \sigma _{zy} & \sigma _{zz} \\
\end{matrix}}\right]
\equiv \left[{\begin{matrix}
\sigma _x & \tau _{xy} & \tau _{xz} \\
\tau _{yx} & \sigma _y & \tau _{yz} \\
\tau _{zx} & \tau _{zy} & \sigma _z \\
\end{matrix}}\right]
\,\!</math>
 
이 방식은 축이 변할 경우 값이 어떻게 바뀌는지 계산하는 것이 힘들다는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위해 Mohr's Circle을 사용한다. 또한 카우치 텐서는 작은 변형에 맞는 방식이기 때문에, 큰 변형의 경우 다른 방식을 사용한다.
[[분류:역학]]
 
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[[sl:Mehanska napetost]]
[[zh:應力]]
 
<!--변형력과 변형이 매우 작은 범위에서 일어날 때 이 두 양은 비례하는데 그 비례상수를 탄성률이라고 한다.
 
인장변형력은 그림과 같이 막대기나 줄을 양쪽에서 장력 F로 잡아당길 때 단면을 확대해보면 단면의 오른쪽 부분에는 힘 F⊥가 왼쪽으로 작용하고 있고, 왼쪽 면은 그 반대로 작용하고 있다. 단면에 작용하는 F⊥을 단면의 면적 A로 나누어 준 값을 인장변형력이라고 정의한다. 반대로 막대기나 줄에 압축되는 힘이 작용할 경우에 이 힘을 단면의 면적으로 나누어 준 것을 압축 변형력이라고 한다.
 
[그림] 인장변형력
 
층밀리기는 아래 그림과 같이 반대쪽 두 표면에 나란하게 작용하는 크기가 같고 방향이 반대인 두 짝힘의 결과로생긴다. 층밀리기변형력은 층밀리기 힘을 힘이 작용하는 표면의 면적으로 나눈 것으로 정의한다.
 
[그림] 층밀리기변형력
 
물체가 유체나 기체 속에 있으면 유체나 기체로부터 압력을 받아 변형이 되는데 이를 부피변형이라 한다. 부피변형력은 유체나 기체 속에 들어 있는 물체가 받는 압력과 같다. 즉, 유체나 기체로부터 단위 면적당 받는 힘으로 정의된다.* [[변형도]]-->