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제목 답변완료 강성의 개념에 대해 궁금합니다.
질문유형 강좌내용 교수님 권준표
과목 고체역학 강좌명
작성자 김*현 (b******5) 등록일 2019-10-21 00:14

강성이라는 것이 재료가 변형에대해 저항하는 정도는 나타내는 값 이더라구요.

그럼 유리판과 같은 경우에는 강성은 커 잘 휘지는 않지만 강도는 약하여 조금이라도 휘면 파괴하는것인가요??

그리고 그렇다면 설계시 휘어지느냐에 따른 설계는 강성의 설계인것인건가요?

 

마지막으로 강성이 탄성범위이내의 변형에 저항하는것인지 탄성범위 외의 변형에도 저항하는것인지 모르겠어요.. 탄성범위 외의 외력에도 저항하는거면 그냥 강성이 크다기보다 연성이 크다고하면 안되는건가요?

 

요약 1. 강성의 재료 특성 및 설계

 

      2. 강성은 탄성범위 이내의 변형에 저항 vs 탄성범위를 넘어서도 저항 

      2.1 탄성범위를 넘는다면 연성이 크다고 하면되지 왜 강성이 크다고 하는것인지?

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권*표 교수님

강성(Rigidity 또는 Stiffness)은 파괴하는 개념과는 다른 개념입니다. 

 

파괴를 견디는 성질에 대한 물성치로는 fracture toughness 등이 있는데, 

파괴역학과 관련된 내용이므로 관심이 있으시면 강의를 들으셔야 할 겁니다. 

 

고체역학의 범위 밖이기 때문에 보다 자세한 설명은 조금 어려울 것 같습니다.

 

Rigidity와 Stiffness 또한 서로 다른 개념인데, 

둘다 힘에 대해 저항하는 정도의 개념이라고 생각하면 될 것 같습니다. 

 

Bending에 대한 상황을 물어보셨기 때문에 Beam의 Bending에 한정해서 답변을 드리자면, 

휘어지는 것에 대해 저항하는 정도를 flexural rigidity, EI,라고 수업에서 정의한 바 있었죠. 

여기서 E는 the Young’s Modulus, I는 the second moment of inertia가 되겠습니다. 

E값을 쓰는 것으로 보아 여기서의 flexural rigidity는 탄성 한도 내에서의 강성을 말하는 것을 알 수 있겠죠. 

사실 대학교 2, 3학년에서 배우는 고체역학은 대부분 탄성범위 내의 변위와 힘을 다룹니다. 

소성변형까지 고려하여 보다 실제 상황에 맞는 해석을 하기 위해서는 소성학(Plasticity)을 배우셔야 합니다. 

 

여기서 연성(Ductility)을 언급하셨는데, 

이는 조금 다른 개념이기에 논외로 하겠습니다. 

 

재료에 대한 전반적인 이해가 필요한 질문인 만큼 다양한 컨텐츠를 통해 쉽게 이해하실 수 있도록 노력해보세요. 

 

질문에 대한 답이 되었기를 바랍니다. 

 

 

감사합니다.

  • 2019-10-21
  • 2024-12-12 수정