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학습 Q&A

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제목 답변완료 고체역학 실전문풀 10,11강
질문유형 강좌내용 교수님 권준표
과목 고체역학 강좌명
작성자 정*상 (f*****4) 등록일 2022-08-16 00:27
첨부파일

#고체역학 #torque & tau #sign convention

 

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!!

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권*표 교수님

모든 질문 내용이 결국 `부호규약`과 관련된 것입니다.

 

토크의 경우

오른쪽 면을 기준으로 아랫쪽이 +

로 보통 정의되고,

 

BMD, SFD 등을 그릴 때는

오른쪽 변을 기준으로 윗쪽이 +

로 제가 정의했기 때문에

 

같은 shear stress임에도 불구하고

부호규약 때문에 헷갈리는 상황이 발생한 것입니다.

 

위 또는 아래 중

어디를 +로 잡느냐는 

사실 그렇게 중요한 것은 아닙니다만

책마다 그 기준이 다른 것이 사실이고

학생들 입장에서는 매우 혼란스러울 수 있습니다.

 

제가 말씀드리고 싶은 것은

일관된 부호규약을 따르고

그 부호규약에 맞는 식을 적용하여 값을 구하면 된다는 것입니다.

 

Torque이든 Bending이든

어쨌든 부재에 작용하는 shear stress라는 개념은 같습니다.

(둘 다 moment이기 때문이죠.)

 

때문에 학교에서 교수님께서 정하신 부호규약이 있을 텐데요.

그거대로 + 방향을 정하셔서

식을 세우고 문제를 푸시면 되겠습니다.

 

마지막으로 질문 주신

굽힘에 의한 shear stress도 같은 이치입니다.

 

일관된 부호규약을 적용하면

잘 해결될 수 있는 문제일 겁니다.

 

열심히 공부해주셔서 감사드리고,

언제든 궁금한 것이 있으면 질문 주시길 바랍니다.

 

고맙습니다!

  • 2022-09-04
  • 2024-12-12 수정