재료역학(프라임(Prime))

개념정리를 일러스트로!!

prime 재료역학



재료역학은 기계공학 분야에서는 기초적인 과목으로 교과서 개념의 많은 서적이 나와 있다. 그러한 교과서 중에는 초심자를 대상으로 알기 쉽게 설명한 입문서도 있지만, 이 책은 '텐서(tensor)'라고 하는 낯선 단어가 등장하는 색다른 입문서이다.

저자는 이 책을 집필하면서 '최대한 쉬운 해설'이라는 과제에 집중했다. 아무리 어려운 문제라도 어느 순간 이해하고 나면 그 동안 노력하고, 고민했던 그 고통의 시간은 잊히기 마련이다. "이 정도 내용은 별로 어렵지 않으니 다들 이해하겠지" 하는 생각을 할 수도 있다. 그렇지 않도록 신경 쓰고 저자 역시도 고민했던 그 시절을 되새기며 사소한 부분까지도 생략하지 않고 상세히 설명했다.

자연과학에서는 '물리량'이라고 하는 '단어'나 '숫자'를 나열한 '식'으로 자연현상을 기술하고 그것을 통해 자연현상을 이해한다. 예를 들면, 재료역학에서는 '응력'이라고 하는 물리량으로 재료의 강도를 평가하고 '이 부분이 파괴되지 않도록 수치를 정한다'라고 하거나 '이 부분은 소성 변형되어 있다' 등으로 표현한다. 이 외에도 '변형률', '전단력', '굽힘 모멘트' 등 많은 새로운 '전문용어'가 등장한다. 이러한 새로운 개념의 용어를 자연스럽게 사용할 수 있게 되기까지 상당한 노력이 필요하다. 마치 사전을 펼쳐서 첫눈에 들어오는 영어 단어의 의미를 알고 있어도 그 단어를 사용하여 회화를 하거나 문장을 작성하거나 하는 것은 쉽지 않은 것처럼...

마찬가지로 재료역학에서도 연습 문제를 통해 집중 학습하거나 실제 응용해 보고 사고를 다져감으로써 체득할 수 있다. 재료역학에서 사용되는 전문용어를 완전히 이해하고 능숙하게 사용하기 위해서는 많은 시간이 필요하다. 저자 자신도 '응력'이라는 의미를 이해하는 데 상당한 시간이 걸렸던 경험을 되새기며 초심자도 쉽게 다가설 수 있도록 풀어갔다.

이 책에서는 삼각함수의 지식만을 기초로 해서 해설하고 있으므로 미분ㆍ적분에 익숙한 독자들은 번거롭게 느껴질 수도 있다. 그러나 역학에서는 미분ㆍ적분이 어떻게 이용되고 있는지를 재인식하는 기회라고 해석하면 유익할 것이다.

PART1. 응력과 비틀림

01 역학에 대하여

02 재료에 대하여

03 후크의 법칙(Hooke's law)

04 허용응력과 안전율



PART2. 인장과 압축

01 축력, 수직 응력, 변형의 계산

02 인장과 압축의 부정정 문제

03 열응력(thermal stress)

04 자체 중량의 영향을 고려해야 할 경우

05 내압을 받는 얇은 원통

06 응력 집중



PART3. 보의 굽힘

01 보(beam)

02 지지점의 반력과 고정 모멘트의 계산

03 전단 응력과 굽힘 모멘트의 계산

04 전단력 선도와 모멘트 선도



PART4. 보의 굽힘 응력과 변형

01 보의 굽힘 응력

02 단면 2차 모멘트

03 보의 변형

04 보의 강도 설계



PART5. 축의 비틀림

01 둥근 봉(丸棒)의 비틀림

02 전동축(傳動軸)



PART6. 기 둥

01 기둥의 좌굴

02 기둥의 실험 공식



PART7. 골조 구조

01 골조 구조

02 간단한 골조 구조

03 트러스 해법



PART8. 변형 에너지

01 변형 에너지

02 충격 응력



PART9. 조합 응력

01 경사면에 발생되는 응력

02 모어의 응력원

03 굽힘과 비틀림을 받는 축

04 응력 텐서

Arimitsu Yutaka