[고체역학] 토크와 전단응력에 대한 질문 (talk, shear stress, direction, formula, sign convention, bottom right, BMD, SFD, consistent, value, calculation, shear stress, member, professor, bending, study, question)

질문 요약

토크와 전단응력의 방향과 공식과의 관계에 대한 문의

답변 요약

질문의 핵심은 부호규약 있습니다. 토크의 경우 오른쪽 아래를 "+"로 정의하고, BMD나 SFD를 그릴 때도 오른쪽을 "+"로 정의합니다. 부호규약은 각각 다를 수 있어 학생들이 혼란스러울 수 있습니다. 중요한 것은 일관된 부호규약을 따르고 그에 맞는 식을 사용하여 값을 구하는 것입니다. Torque나 Bending이든 부재에 작용하는 shear stress 개념은 같습니다. 따라서 학교에서 교수님이 정한 부호규약에 맞게 식을 세우고 문제를 풀면 됩니다. 굽힘에 의한 shear stress도 같은 방식으로 해결할 수 있습니다. 공부하시는데 도움이 되었으면 좋겠습니다. 추가로 궁금한 점이 있으면 언제든 질문해주세요. 감사합니다!

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[고체역학] 토크와 전단응력에 대한 질문

안녕하세요 교수님! 고체역학 실전문풀 10강과 11강 수강중에 궁금한 것이 있어 질문 드립니다!

먼저 10강 문제 3.5-4에서 사진과 같이 토크가 바깥으로 나가는 즉, 양의 방향으로 돼있어서 shear stress가 음의 방향으로 작용한다고 설정해주셨는데, 직관적으로 본다면 이해가 됩니다. 그런데, 공식으로 보았을때, tau = Tr / Ip이어서 tau 와 T 의 방향이 같다고 풀었는데, 왜 이렇게 하면 안 되는 것인지 알고 싶습니다!

두번째로, 11강 example 5-11에서 사진과 같이 tau = 450psi까지 구하시고 양의 방향으로 작용한다고 설정해주셨는데, 만약에 문제에서 수치뿐만 아니라 방향도 물어본다면 반대 방향으로 해야하는 것인지 알고 싶습니다!

마지막으로, 교수님께서 고체역학 한방에 끝내기 이론편 16강에서 tau = -VQ / Ib를 유도해주셔서 과정은 알고 있는데 왜 tau와 V의 방향이 반대인지 궁금합니다! tau는 shear stress로 shear force인 V를 면적으로 나눈값이라고 생각해서 단순히 방향도 같은줄 알고 있었는데 무엇이 잘못되었는지 도무지 이해가 되지 않아 이렇게 질문 드립니다!

감사합니다!!

답변

질문의 핵심은 부호규약 있습니다. 토크의 경우 오른쪽 아래를 "+"로 정의하고, BMD나 SFD를 그릴 때도 오른쪽을 "+"로 정의합니다. 부호규약은 각각 다를 수 있어 학생들이 혼란스러울 수 있습니다. 중요한 것은 일관된 부호규약을 따르고 그에 맞는 식을 사용하여 값을 구하는 것입니다. Torque나 Bending이든 부재에 작용하는 shear stress 개념은 같습니다. 따라서 학교에서 교수님이 정한 부호규약에 맞게 식을 세우고 문제를 풀면 됩니다. 굽힘에 의한 shear stress도 같은 방식으로 해결할 수 있습니다. 공부하시는데 도움이 되었으면 좋겠습니다. 추가로 궁금한 점이 있으면 언제든 질문해주세요. 감사합니다!

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