[고체역학] 고체역학 퍼펙트 완성 5강 문제풀이에서 strain energy 비교에 대한 질문 (dynamics, groove, load, vulnerability, strain energy density, separation, volume)

질문 요약

강의에서 설명하신 내용 중, groove가 생기면 생길수록 load에 대해 취약해진다는 내용을 이해했는데, 이 부분이 맞는지 여쭤보고 싶습니다. 또한, strain energy density를 구하고자 한다면 groove 영역과 아닌 영역을 분리하여 부피를 나누어 구해야 할까요?

답변 요약

저장된 변형 에너지는 부재의 길이와 두께에 따라 달라질 수 있습니다. 변형 에너지 밀도를 구하려면 총 변형 에너지를 부피로 나누어야 합니다.

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[고체역학] 고체역학 퍼펙트 완성 5강 문제풀이에서 strain energy 비교에 대한 질문

안녕하세요, 고체역학에 대한 궁금증을 해결해드리기 위해 도움을 드리겠습니다. 질문에서도 언급하셨듯이, groove가 생기면 생길수록 load에 대해 취약해진다는 내용이 맞습니다. 고체역학에서는 groove 또는 결함이 많아질수록 그 부재의 강도가 감소하는 경향을 보입니다.

그렇다면 왜 그런 현상이 발생하는지 살펴보겠습니다. 부재의 내부에 groove가 생기면 생긴만큼 그 부재의 단면적이 감소하게 됩니다. 이런 경우, 주어진 load에 대해 감소된 단면적이 부담해야 하기 때문에 단위 단면적당 부담되는 stress가 증가하게 됩니다. 이로 인해 부재는 더 쉽게 파괴될 수 있습니다.

다음으로, strain energy density를 구하는 방법에 대해 알아보겠습니다. Strain energy density는 부재에 저장된 strain energy를 그 부재의 부피로 나눈 값으로 정의됩니다. 따라서, strain energy density를 구하려면 총 strain energy를 부피로 나누어야 합니다. 그런데 여기서 주의해야 할 점은 groove 영역과 그렇지 않은 영역을 분리하여 각각의 부피를 계산해야 한다는 것입니다. 그 이유는 groove 영역과 그렇지 않은 영역에서의 strain energy가 다를 수 있기 때문입니다.

이상으로 고체역학에 대한 질문에 대한 답변을 마치겠습니다. 더 궁금한 점이 있으시다면 언제든지 물어보세요. 감사합니다.

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