Bending Stress 계산 시 y(max) 방향에 관한 질문 (engineering, bending stress, solid mechanics, structural analysis, beam stress, mechanical engineering)

질문 요약

square 빔일때 bending normal stress 구할때 y(max)를 위로를 플러스로 하실때도 있고 아래로 플러스 하실때도 있던데 대칭이라 대충 가정하고 풀이하신건가요?? 오빔은 원칙적으로 y(max)가 아래로가면 +죠? +, -가 중요한게 아니라고 하셨는데 오빔은 대칭이 아니니까 응력 값이 다르니까 중요한거 같아서요.

답변 요약

모멘트의 부호에 따라 압축/인장은 달라지게 됩니다. 단순히 위/아래로 생각하지 마시고, 모멘트가 어떤 방향으로 작용하여 어디가 압축/인장되는지 확인하시면 좋을 것 같습니다.

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제목: Bending Stress 계산 시 y(max) 방향에 관한 질문

오늘은 Bending Stress(굽힘 응력) 계산 시 y(max) 방향에 관한 질문에 대해 다루어보겠습니다. 강도학이나 재료역학을 공부하다 보면 이러한 질문을 자주 접하게 됩니다. 특히 빔의 응력 해석에서 y(max) 방향을 어떻게 설정해야 하는지는 상당히 중요한 문제입니다.

질문: Square 빔일 때 Bending Normal Stress 구할 때 y(max)를 위로 플러스로 하실 때도 있고 아래로 플러스로 하실 때도 있던데, 대칭이라 대충 가정하고 풀이하신 건가요?

Square 빔의 경우 대칭 구조이기 때문에 y(max)를 위로 플러스로 놓거나 아래로 플러스로 놓아도 계산 결과에 큰 차이는 없습니다. 중요한 것은 모멘트가 작용하는 방향에 따라 어디가 압축되고 어디가 인장되는지를 파악하는 것입니다. 이를 정확히 이해하기 위해서는 모멘트의 부호와 그에 따른 응력 분포를 이해해야 합니다.

모멘트의 부호와 응력 분포

모멘트의 부호는 다음과 같이 정의됩니다:

1. 시계 방향 모멘트: 음의 부호
2. 반시계 방향 모멘트: 양의 부호

모멘트가 작용하는 방향에 따라 빔의 어느 부분이 압축되고 어느 부분이 인장될지가 결정됩니다. 예를 들어, 단순 지지된 빔에 중앙 집중 하중이 작용하는 경우 중앙 상단은 압축되고 하단은 인장됩니다. 이때 모멘트 M의 부호에 따라 응력 분포는 다음과 같이 계산됩니다.

Bending Stress 계산

굽힘 응력(Bending Stress)은 다음과 같은 공식으로 계산됩니다:

\[ \sigma = \frac{M \cdot y}{I} \]

• \(\sigma\): 굽힘 응력 (Bending Stress)
• \(M\): 모멘트 (Moment)
• \(y\): 중립축에서의 거리 (Distance from Neutral Axis)
• \(I\): 단면 2차 모멘트 (Moment of Inertia)

이 공식을 통해 알 수 있듯이, y의 값에 따라 응력의 크기와 방향이 결정됩니다. 여기서 중요한 점은 모멘트 M의 부호에 따라 y의 방향을 설정하는 것입니다.

Square 빔의 대칭성

Square 빔은 대칭 구조이기 때문에 중립축을 중심으로 위와 아래가 대칭입니다. 따라서 y(max)를 위로 두거나 아래로 두어도 결과는 동일하게 나옵니다. 하지만 원칙적으로 모멘트의 부호와 그에 따른 응력의 방향을 고려하여 정확하게 계산하는 것이 중요합니다.

비대칭 빔의 경우

질문에서도 언급하셨듯이, 비대칭 빔의 경우 응력 값이 달라지기 때문에 모멘트의 부호와 y(max)의 방향 설정이 매우 중요합니다. 예를 들어, I형 빔이나 채널 빔과 같은 비대칭 빔의 경우, 단면의 비대칭성 때문에 응력 분포가 달라지게 됩니다. 이때는 모멘트의 방향과 y(max)의 위치를 정확히 고려하여 계산해야 합니다.

결론

결론적으로, Square 빔과 같은 대칭 빔의 경우 y(max)를 위로 두거나 아래로 두어도 대칭성 때문에 크게 문제가 되지 않습니다. 그러나 비대칭 빔의 경우 모멘트의 부호와 y(max)의 방향을 정확히 이해하고 계산해야 합니다. 모멘트가 어떤 방향으로 작용하여 어디가 압축되고 인장되는지를 정확히 파악하는 것이 중요합니다.

이 글이 여러분의 궁금증을 해결하는 데 도움이 되길 바랍니다. 감사합니다!

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