전단력, 굽힘모멘트 선도 문제는 이번이 마지막입니다.
그리고 이 문제까지 완벽히 풀 수 있다면 정말 고수라고 할 수 있습니다.
※ 이번 포스팅의 소제목 내부링크
1. 하중,전단력,굽힘모멘트 쉬운문제 (이전링크)
이 글을 다 읽고 이 문제가 어렵다면
이전문제에 대한 링크를 남겨놨으니 참고바랍니다.
[재료역학기본개념-2-2] 하중,전단력,굽힘모멘트 개념과 선도
앞에서 배운 하중, 전단력, 굽힘모멘트 개념을 배운 토대로 문제에 적용해 보도록 하자!! 이 문제와 다음문제를 완벽히 이해하면 기계기사문제는 그냥 껌이다!! 하중분포가 요상하게 생긴 그래
archive-engineer-latias21.tistory.com
(↑ 위 링크의 저번문제 보다 난이도가 어렵습니다!
왜냐하면 풀리와 장력에 의한 요소들이 ABCD에
어떻게 영향 주는지 파악하기 어렵기 때문입니다.)
2. 하중,전단력,굽힘모멘트 어려운문제(이번 포스팅)
<본문>
문제는 아래와 같고, 전단력과 굽힘모멘트 그래프를 그리는 것입니다.
반력을 구해보겠습니다!!
과정과 반력의 답은 아래와 같습니다!!
3. 케이블 및 풀리 분석
그리고 "Cable"을 구해보겠습니다!
장력은 다음과 같이 화살표(빨간색)를 그릴 수가 있습니다.
먼저 풀리 E부분 빨간색 화살표를 X, Y 방향성분으로 나눌 수가 있습니다.
y방향 성분은 힘은 당연히 (C를 향한)아래와 같은 방향으로 작용할 것 입니다.
자세히 X, Y 방향 성분으로 나누어서 분석하면 아래와 같습니다.
X방향은 -1080lb(아래, 왼쪽은 부호 "-")
y방향은 1440lb가 작용합니다.
그런데?? 이 구조물의 힘의 합력은 0입니다.
따라서 E 풀리에서도 0인데 구한 값으로만 보면 왼쪽으로 720lb가 부족합니다.
즉 이것은 풀리에 왼쪽으로(-x방향) 720 lb이 추가 작용한다는 것으로 알 수 있습니다.
그렇다는 것은 "작용 반작용" 법칙의 의해 풀리가 구조물에
+x방향으로 720 lb 작용하는 것입니다!!
따라서 이 E에 작용하는 장력에 의한 것들과 외력(1800 lb)에 대한 것을
B, C에 적용하면 다음과 같습니다.
(* B, C에 적용하는 이유는 전단력과 굽힘모멘트 그래프는 ABCD에 대해 그릴 것이기 때문입니다.)
B는 이해될 것입니다.
E 풀리에 의한 힘 1440lb가 적용이 C까지 적용됩니다.
모멘트 1800 x 8 은
C 기준으로 부터 8ft 떨어진 곳에 +x방향으로 외력 1800lb 에 의해서 나온 것 입니다.
★ 그럼 B에 의한 케이블에서는 왜 모멘트가 없나요??
이 구조물(ABCDE)를 한 덩어리 로 보면 외력은 하나 1800lb, 그리고 반력입니다.
이건 이해가 될 것입니다.
CABLE BE는 이 구조물의 일부분이고
따라서 내력입니다!!!
맨 처음 "외력,내력, 수직응력, 전단응력" 글 을 보고
내력을 이해하셨다면,
내력에 의한 모멘트는 정의하지 않습니다.
그래서 B에서는 C처럼 모멘트가 발생하지 않는 것입니다.!!!
4. 하중,전단력,굽힘모멘트 그래프 문제 답
전반적인 ABCD에 대한 힘,모멘트 분석은 아래와 같고
전단력과 굽힘모멘트를 AB, BC, CD구간으로 분석하여 계산하면
그래프는 아래와 같습니다.
각 구간별로 전단력, 굽힘모멘트 함수 구하는 것은 앞의 문제를 풀 수 있다면
이전 문제에 비해 전혀 어려운것이 아닌 기사문제수준으로 쉬우므로 생략하겠습니다.
모르면, 앞의 개념부터 이해해서 공부하길 바랍니다.
이 문제는 장력과 풀리에 의한 요소 때문에 어려운 것이지,
구간별 함수 구하는 것은 이전문제 보다 훨씬 쉽습니다.
개념을 알고 이 2문제를 완벽히 풀 수 있다면,
미래의 엔지니어로서의 힘과 모멘트 분석의 기본을 할 줄 아는 것 입니다.
(이 분석도 제대로 못하는 사람도 은근히 많습니다...;;)
위 문제가 이해되지 않는다면,
하중, 전단력, 굽힘모멘트에 대한 개념을 다시 링크로 남겼으니,
돌아가서 확실히 이해하고 문제를 해결하는 것을 추천합니다.
5.하중, 전단력, 굽힘모멘트 개념과 이해(링크)
앞으로도 엔지니어에게 좋은 지식과 정보를 이해하기 쉽게 글을 포스팅하겠습니다. (By. 요르문간드)
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