학문
굽힘응력을 어떻게 실제로 계산해야하나여
마찰이 들어간 굽힘응력은 계산하기가 어려운데 실제로는 마찰의 힘을 중요하게 계산해야하는데 어떻게 재료의 성질까지 고려하면서 계산해야 하나요
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 고한석 전문가입니다.
마찰이 포함된 굽힘응력 계산 흐름:
기본 굽힘응력 먼저 확정 — σ = M·c / I (M: 굽힘모멘트, c: 중립축까지 거리, I: 단면2차모멘트)로 순수 굽힘응력을 먼저 구하고, 여기에 마찰력이 만들어내는 추가 축력(N)이나 전단력(V)을 별도로 산출해서 합산합니다.
마찰력의 영향 반영 — 마찰계수(μ)와 수직력(N)으로 마찰력 F = μN을 구한 뒤, 이 힘이 부재에 축방향이면 σ = F/A로 굽힘응력에 더하고, 전단방향이면 τ = VQ/Ib로 전단응력을 따로 계산해 von Mises 기준(σ_eff = √(σ²+3τ²))으로 합성합니다.
재료 성질 고려 — 항복강도(Sy)와 안전계수(S.F.)를 적용해 σ_eff ≤ Sy/S.F. 인지 검토하고, 피로하중이 있으면 S-N 곡선과 응력집중계수(Kt)까지 반영해야 실제 설계에서 안전한 결과를 얻을 수 있습니다.
어떤 부재(축, 빔, 브라켓 등)인지 알려주시면 더 구체적인 계산식으로 도와드릴 수 있어요!
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.
굽힘응력은 보통 먼저 마찰력을 계산한 뒤 이를 굽힘모멘트로 변환하여 구합니다.
마찰력은 일반적으로 F=μN으로 계산하고 작용 거리와 곱해 굽힘모멘트를 구합니다. 이후 기본 굽힘응력 식인 σ=My/I 를 사용해 응력을 계산합니다. 여기서 I는 단면2차모멘트이고, y는 중립축에서 가장 바깥쪽까지의 거리입니다.
재료의 항복강도와 인장강도는 계산된 응력이 안전한 수준인지 판단할 때 활용됩니다.
실제 설계에서는 마찰, 충격, 반복하중 등을 고려해 충분한 안전율을 적용하는 경우가 많습니다.안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
굽힘응력을 계산할때는 기본 공식은 단면 모멘트와 굽힘 모네트를 이용하는 것입니다. 하지만 마찰력이 포함되면 단순 굽힘만 고려하는 것보다 복잡해집니다. 마찰력은 접촉면 사이 마찰 계수를알고, 접촉력과 마찰력이 작용하는 방향을 정확히 파악해야 합니다. 재료의 성질(탄성계수, 항복강도 등)도 응력 해석에 필수이며, 이를 위해 전단 응력과 굽힘응력을 동시에 계산하는 복합응력 해석이 필요합니다. 보통 유한 요소해석(FEA) 소프트웨어로 마찰과 재료 특성을 수치적으로 모델링해 현실적 응력 분포를 구합니다.