다음 그림과 같이 대부분 금속 재료는 변형률이 작을 때 거의 선형 탄성 거동이며, 영률 또는 탄성률이라고도 하는 재료의 강성은 일정하다. 다음 그림과 같이 응력 및 변형률이 높아지면 금속 재료는 비선형 비탄성 거동을 하기 시작한다. 이것은 소성이라고 한다.* 소성 (塑性) : 고체에 외력을 가하여 탄성 한계 이상으로 변형시켰을 때, 외력을 빼어도 원래의 상태로 돌아가지 않는 성질 1) 연성 금속 재료의 소성 특성재료의 소성 거동은 항복점과 항복 후 경화로 설명할 수 있다. 다음 그림과 같이 탄성이 소성으로 변하는 것은 탄성 한계 또는 항복점이라고 하는 재료의 응력-변형률 곡선상의 특정 지점에서 발생한다. 항복점의 응력을 항복 응력이라고 한다. 대부분 금속 재료에서 초기 항복 응력은 재료 탄성률의 0.05..

서로 눌리는 두 물체의 내부에 발생한 응력 상태는 일부 특별한 경우 수 계산으로 분석적으로 계산할 수 있는 복잡한 비선형 현상이다. 여기에서는 두 개의 구체와 두 개의 같은 길이의 원통 사이에 강제 접촉으로 발생하는 헤르츠 응력(Hertzian stresses)에 관해 설명할 것이다.  지름이 $d_1$과 $d_2$ 인 두 개의 구체를 힘 $F$가 작용하여 접촉했을 때, 그 접촉면의 반지름($a$)은 다음 식으로 계산할 수 있다. $$a=\sqrt[3]{\frac{3F}{8}\frac{(1-v_1^2)/E_1+(1-v_2^2)/E_2}{1/d_1+1/d_2}}$$여기서 $E_1$, $E_2$, $\nu_1$, $\nu_2$는 각각 두 구체의 탄성계수와 푸아..

실제 상황에서 대부분 경계조건은 응력 상태가 복잡하다. 이 응력 상태를 기본 상태의 선형 합으로 나눌 수 없다면 단순한 분석 방법으로 정량화하기는 너무 어렵다. 여기에서는 기계 시스템에서 발생할 수 있는 이런 기본 응력 상태 중에 가장 중요한 상태를 설명한다.1) 휨 응력방향에 따라 특성이 변화하지 않으며, 균질한 등방성 재료라고 가정하자. 또한, 이 물질은 훅의 법칙을 따른다고 가정한다. 이제 순수 휨 모멘트($M$)를 받는 일정한 단면적을 가진 직선 보를 생각해 보자. 보의 단면이 여전히 평면을 유지하고 단면 주축의 하나가 휘어지는 면과 일치하면 발생한 수직 응력은 다음 식과 같다.$$\sigma =-\frac{M_y}{I}$$식에서 $I$는 보의 횡 단면에서 가로축에 대한 면적 관성 모멘트를..

물체에 하중이 작용하면 내부에 응력이 발생한다. 응력은 가상의 분리된 평면에서 물체의 어떤 인접한 두 부분 중 하나가 다른 한 부분에 작용하는 내력으로 설명할 수 있다. 힘이 이 평면에 평행하게 작용하는 응력을 전단응력(shear stress,  $\tau$)이라고 한다. 힘이 이 평면에 수직 방향으로 작용하는 응력을 수직응력(normal stress, $\sigma$)이라고 한다. 물체를 가상의 작은 응력 요소로 나누어 생각하면 편리하다. 물체가 정적 평형을 유지하려면 전단응력과 수직응력이 모두 정적 평형 상태로 이 응력 요소 각각에 작용해야 한다. 수직응력이 응력 요소 방향으로 작용하면 압축응력이라고 하며, 음(-)의 값으로 표현한다. 만약 그 요소로부터 멀어지면 인장응력이라 하고 양(+)의 ..