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Plan to study "Statics"
The most base part in physics
Goal: Get a certificate - Coursera ($49 USD)
Duration: Nov 2, 2018 ~
The most base part in physics
Duration: Nov 2, 2018 ~
Reference ¶
Georia Institute of Technology
Perpose: Earn a Certificate
Date: Every night, Nov 5, 2018, 8:00 pm
https://ko.coursera.org/learn/engineering-mechanics-statics
=> Hold: Title is Introduction to Engineering Mechanics Not Statics
Perpose: Earn a Certificate
=> Hold: Title is Introduction to Engineering Mechanics Not Statics
Korea Aerospace University - Statics
Purpose: following
Date: Nov 2, 2018, 8:00 pm ~
Material: Copy from KAU
http://www.kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1212756
Purpose: following
Date: Nov 2, 2018, 8:00 pm ~
Material: Copy from KAU
http://www.kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1212756
Lecture 1 ¶
Date: Nov 2, 2018 22:00~23:00
- 역학: 강체역학(정역학, 동역학), 재료역학, 유체역학, 열역학
- 강체: 물체 내의 임의의 두 점 사이의 변위가 외부 힘이 가해져도 일정함
- 역학주요 개념: 공간, (시간), 질량, 힘, 무게
- 국제단위계(SI Units): 미국을 제외한 전세계가 사용하고 있는 단위들의 모음
단위표기: ex) N(힘), t(시간), T(온도), 거리(m)
단제도 혼동 => 사고(챌린저 호 폭발 사고)
Example
1. 10^3m = 1
2. 10mm = 1
3. 10^-3m = 1
4. 10^3N = 1
5. 10^6Pa = 1
- 역학: 강체역학(정역학, 동역학), 재료역학, 유체역학, 열역학
- 강체: 물체 내의 임의의 두 점 사이의 변위가 외부 힘이 가해져도 일정함
- 역학주요 개념: 공간, (시간), 질량, 힘, 무게
- 국제단위계(SI Units): 미국을 제외한 전세계가 사용하고 있는 단위들의 모음
단위표기: ex) N(힘), t(시간), T(온도), 거리(m)
단제도 혼동 => 사고(챌린저 호 폭발 사고)
Example
1. 10^3m = 1
2. 10mm = 1
3. 10^-3m = 1
4. 10^3N = 1
5. 10^6Pa = 1
Lecture 3 ¶
Date: Nov 12, 2018
힘(force): Vector, 크기와 방향 존재
강체에 작용하는 힘: 내력(Internal force), 외력(Extr=ernal force)
힘의 평형: 한 질점에 작용하는 힘의 합력이 0일 때, 그 질점은 평형상태에 있다.
예제,연습문제 풀이
힘(force): Vector, 크기와 방향 존재
강체에 작용하는 힘: 내력(Internal force), 외력(Extr=ernal force)
힘의 평형: 한 질점에 작용하는 힘의 합력이 0일 때, 그 질점은 평형상태에 있다.
예제,연습문제 풀이
특이사항: 계산시 계산기 필요, 불친절한 숫자
Lecture 4 ¶
Date: Nov 16, 2018
힘의 모멘트(Moment)
- 물체를 회전시키려 하는 힘의 작용(M)
- vector 물리량
- M = r(변위) * F(힘)
모멘트 표시법
모멘트 방향
- 시계방향: -
- 반시계방향: +
힘의 모멘트(Moment)
- 물체를 회전시키려 하는 힘의 작용(M)
- vector 물리량
- M = r(변위) * F(힘)
모멘트 표시법
모멘트 방향
- 시계방향: -
- 반시계방향: +
간단한 수학
- 벡터 외적
- 크기가 같고 작용선이 평행하며, 방향이 반대인 두 힘
- M = Fd = r*F*sin()
- 벡터 외적
- 교환법칙 성립X
- 분배법칙 성립o
- 크기가 같고 작용선이 평행하며, 방향이 반대인 두 힘
- M = Fd = r*F*sin()
기타 여러 예제
Lecture 5 ¶
Date: Nov 25, 2018
물체(강체)의 평형상태
- 모든 외력의 합 = 0
- 모멘트 합 = 0, 회전 운동X
- 합력 = 0, 직선 운동X
물체(강체)의 평형상태
- 모든 외력의 합 = 0
- 모멘트 합 = 0, 회전 운동X
- 합력 = 0, 직선 운동X
자유물체도
- 강체에 작용하는 모든 힘들을 정확히 파악하기 위해 힘들을 표시한 도식
- 강체에 작용하는 모든 힘들을 정확히 파악하기 위해 힘들을 표시한 도식
지지점 - 2차
- 지지점에서 반력 발생
- 평면에서 미지수(3개): Rx, Ry, Mz
- ex)
- 부정정반력: 반력(미지수)을 다 구할 수 없음
- 부분 구속: 반력(미지수)을 다 구할 수 있지만, 강체가 이동 가능
- 예제,연습문제 풀이
- 지지점에서 반력 발생
- 평면에서 미지수(3개): Rx, Ry, Mz
- ex)
반력 개수: 1
Roller: 수직으로 반력 작용
Rocker: 정해진 각도에서만 움직임, 넘어가면 고장
Frictionless surface: 운동방향의 반대 방향으로 반력
Short cable: 길이 방향으로 반력 존재
Short link: 길이 방향으로 반력 존재
Collar on frictionless rod
Frictionless pin in slot
반력 개수: 2
Frction less pin or hinge
Rough surface
반력 개수: 3
Fixed support
- 완전구속, 정정반력: 모든 반력을 풀 수 있을 경우Roller: 수직으로 반력 작용
Rocker: 정해진 각도에서만 움직임, 넘어가면 고장
Frictionless surface: 운동방향의 반대 방향으로 반력
Short cable: 길이 방향으로 반력 존재
Short link: 길이 방향으로 반력 존재
Collar on frictionless rod
Frictionless pin in slot
반력 개수: 2
Frction less pin or hinge
Rough surface
반력 개수: 3
Fixed support
- 부정정반력: 반력(미지수)을 다 구할 수 없음
- 부분 구속: 반력(미지수)을 다 구할 수 있지만, 강체가 이동 가능
- 예제,연습문제 풀이
Lecture 7 ¶
Date: Dev 31, 2018
트러스트
- 직선 부재로 구성된 정적이고 구속된 구조물
- 표시 방법: 절점(핀)
- 특징
- Gusset(거싯): 강도 증가 목적, 힘의 분산 목적
트러스트
- 직선 부재로 구성된 정적이고 구속된 구조물
- 표시 방법: 절점(핀)
- 특징
1) 트러스 부재는 직선 부재와 연결부로 구성
2) 직선 부재는 인장 또는 압축력을 받음
3) 직선 부재는 횡하중(길이 방향에 대한 수직 자중)은 못 받음 -> 핀에 나눠서 부과
4) 외력 및 부재의 자중은 핀에 부가
직선 부재의 연결2) 직선 부재는 인장 또는 압축력을 받음
3) 직선 부재는 횡하중(길이 방향에 대한 수직 자중)은 못 받음 -> 핀에 나눠서 부과
4) 외력 및 부재의 자중은 핀에 부가
- Gusset(거싯): 강도 증가 목적, 힘의 분산 목적
트러스 사용 예시
- 비행기 구조 & 항송 우주 구조
- Pratt
- Howe
- Frink
- Warren
- Typical Bridge Trusses (Baltimore, K truss)
- Other Types of Trusses (stadium, Bascule, Cantilever Portion of a Truss)
- 비행기 구조 & 항송 우주 구조
1) 목재 또는 철판(Steel Tube)에 의해 구성
1) 천 외피(Fabric cover) 또는 얇은 금속판 외피
2) 기체의 하중은 트러스가 담당, 외피는 공기력의 전달만 함
3) 소형 항공기에 이용
트러스 구조물 명칭1) 천 외피(Fabric cover) 또는 얇은 금속판 외피
2) 기체의 하중은 트러스가 담당, 외피는 공기력의 전달만 함
3) 소형 항공기에 이용
- Pratt
- Howe
- Frink
- Warren
- Typical Bridge Trusses (Baltimore, K truss)
- Other Types of Trusses (stadium, Bascule, Cantilever Portion of a Truss)
단순 트러스
- 큰 변형(움직임)
- 작은 변형: 강성트러스 => 단순 트러스
- m = 2n - 3, n은 절점의 총수
- 큰 변형(움직임)
- 작은 변형: 강성트러스 => 단순 트러스
- m = 2n - 3, n은 절점의 총수
cf.
2D: 평면 트러스
3D: 공간 트러스
2D: 평면 트러스
3D: 공간 트러스
해석방법
- 절점법
- 절점법
1) 다각도법
- 단면법절점법
1) 자유물체도 작성
2) 반력 계산
3) 절점과 직선 부재 분리: 절점에 모든 내력 표시
4) 각 절점에서 힘의 평형 또는 다각도법을 이용하여 내력 계산
5) 직선 부재의 내력의 크기와 방향 계산 (인장, 압축(
6) 마지막 절점에서 힘의 합이 0임을 확인
2) 반력 계산
3) 절점과 직선 부재 분리: 절점에 모든 내력 표시
4) 각 절점에서 힘의 평형 또는 다각도법을 이용하여 내력 계산
5) 직선 부재의 내력의 크기와 방향 계산 (인장, 압축(
6) 마지막 절점에서 힘의 합이 0임을 확인
Lecture 8 ¶
Date: Dev 31, 2018
연습문제 풀이
연습문제 풀이
Date: Jan 1, 2019
복합 트러스 (Compound truss)
- 강체로 연결된 여러 단순트러스들로 구성된 트러스
- 완전구속, 정정 (m + r = 2n) / 모든 반력이 풀림
- 완전구속, 부정정 (m + r > 2n)
- 부분구속 (m + r < 2n)
- 부적절구조물 (m + r = 2n) / 일부 반력 풀리지 않음
m: 직선 부재
n: 절점
r: 반력
연습문제 풀이
cf.
정정: 모든 미지수를 풀 수 있음
복합 트러스 (Compound truss)
- 강체로 연결된 여러 단순트러스들로 구성된 트러스
- 완전구속, 정정 (m + r = 2n) / 모든 반력이 풀림
- 완전구속, 부정정 (m + r > 2n)
- 부분구속 (m + r < 2n)
- 부적절구조물 (m + r = 2n) / 일부 반력 풀리지 않음
m: 직선 부재
n: 절점
r: 반력
연습문제 풀이
cf.
정정: 모든 미지수를 풀 수 있음
Date: Jan 5, 2019
단면법(Section method)
- 구조물을 분리하여 각각의 내력을 구하는 방법
- 특정부재 몇 개의 내력만 필요할 때 유용
- 해석 방법
- 부재의 내력이 0인 부재
예제, 연습문제 풀이
단면법(Section method)
- 구조물을 분리하여 각각의 내력을 구하는 방법
- 특정부재 몇 개의 내력만 필요할 때 유용
- 해석 방법
1) 세개의 부재 단면을 지나도록 선(n-n)을 그림
2) rmfla (b)처럼 잘려진 세개의 부재를 제거하고 하중으로 표시함
3) 두개의 완전히 독립된 부분에서 내력 계산
2) rmfla (b)처럼 잘려진 세개의 부재를 제거하고 하중으로 표시함
3) 두개의 완전히 독립된 부분에서 내력 계산
- 주의: 4개이상의 부재를 자르지 않도록 함
- 부재의 내력이 0인 부재
예제, 연습문제 풀이
Lecture 9 ¶
Date: Jan 5, 2019
무게 중심에서의 무게에 의한 모멘트
= 물체의 미소 면적에 작용하는 미소 힘 모멘트의 합
판의 무게(w) = r*t*A
r: 비중량, t: 두께, A: 면적
무게 중심에서의 무게에 의한 모멘트
= 물체의 미소 면적에 작용하는 미소 힘 모멘트의 합
판의 무게(w) = r*t*A
r: 비중량, t: 두께, A: 면적
면의 도심
- 두께가 일정할 경우에는 면의 도심과 무게중심이 같다
- 두께가 일정할 경우에는 면의 도심과 무게중심이 같다
면적의 1차 모멘트 단위: 길이^3
- 무게중심을 구할 때 이용
- 대칭축 상에 도심이 위치
- 하나의 면적과 선이 두개의 대칭 축을 가진다면, 그 도심은 반드시 두개의 대칭축의 교차점에 위치
- 무게중심을 구할 때 이용
- 대칭축 상에 도심이 위치
- 하나의 면적과 선이 두개의 대칭 축을 가진다면, 그 도심은 반드시 두개의 대칭축의 교차점에 위치
Lecture 10-14 ¶
학습 종료
- 트러스트 구조의 경우에 하드웨어 제작시 서로 다른 모듈을 이어주거나 지지물을 제작할때 활용
- 전반적인 정역학 계산법은 숙지한 것으로 판단, 더 이상의 학습은 시간 낭비라 판단하여 학습종료
