재료역학 (조희찬)

Chapter 1
서 론

1-1 재료역학의 역사 12
1-2 하중의 종류 14
1-3 탄성과 소성 16

Chapter 2
응력과 변형률

2-1 응력 19
2-2 변형률과 푸아송비 26
2-3 응력과 변형률과의 관계 30
2-4 탄성계수 사이의 관계 35
2-5 허용응력과 안전계수 41
2-6 응력집중 42

Chapter 3
부재 및 기계요소의 인장·압축·전단

3-1 불균일봉 47
3-2 부정정구조물 50
3-3 물체력을 고려한 응력과 변형률 63
3-4 열응력 72
3-5 탄성변형에너지 80
3-6 충격하중 87
3-7 Castigliano의 이론 93
3-8 반복하중 100
3-9 내부압력 101

Chapter 4
조합응력

4-1 경사단면에 작용하는 응력 108
4-2 2축 응력 114
4-3 평면응력 120
4-4 평면변형률 128
4-5 단축 및 평면응력에 대한 Mohr 원 135
4-6 평면변형률에 대한 Mohr 원 146
4-7 3축 응력 151
4-8 3축 변형률 156

Chapter 5
도심과 면적 2차 모멘트

5-1 도심 160
5-2 면적 2차 모멘트 165
5-3 극관성 모멘트 169
5-4 관성 모멘트 적 172
5-5 최대 및 최소 면적 2차 모멘트 174

Chapter 6
비틀림

6-1. 원형봉의 비틀림 179
6-2. 불균일봉의 비틀림 186
6-3. 비틀림에서의 변형에너지 190
6-4. 두께가 얇은 관의 비틀림 193
6-5. 코일 스프링 196

Chapter 7
보의 전단력과 굽힘모멘트

7-1 보의 종류 203
7-2 전단력과 굽힘모멘트 205
7-3 전단력 선도와 굽힘 모멘트 선도 208
7-3-1 단순보(simple beam) 208
7-3-2 외팔보(cantilever beam) 228
7-3-3 돌출보(over hanging beam) 243

Chapter 8
보의 응력

8-1 굽힘 모멘트에 의한 굽힘응력 263
8-2 보의 전단응력 267
8-3 보 단면의 형상과 비대칭 보의 해석 279
8-4 조립보 286
8-5 합성보 290
8-6 보의 조합응력 295

Chapter 9
보의 처짐

9-1 탄성곡선의 미분방정식 305
9-1-1 외팔보 308
9-1-2 단순보 310
9-1-3 돌출보 314
9-2 중첩법 324
9-2-1 외팔보 324
9-2-2 단순보 328
9-2-3 돌출보 332
9-3 모멘트 면적법 341
9-3-1 외팔보 343
9-3-2 단순보 346
9-4 보의 탄성변형에너지 357
9-4-1 외팔보 359
9-4-2 단순보 363

Chapter 10
부정정보

10-1 고정지지보 370
10-1-1 집중하중을 받는 고정지지보 370
10-1-2 분포하중을 받는 고정지지보 373
10-2 양단고정보 385
10-2-1 집중하중을 받는 양단고정보 385
10-2-2 분포하중을 받는 양단고정보 389
10-3 연속보 398
10-3-1 등분포하중을 받는 연속보 400
10-3-2 고정지지점을 갖는 연속보 402

Chapter 11
기둥

11-1 편심 축하중을 받는 단주 412
11-2 장주 416
11-2-1 고정단과 자유단을 갖는 기둥 418
11-2-2 양쪽 회전단을 갖는 기둥 420
11-2-3 고정단과 회전단을 갖는 기둥 422
11-2-4 양쪽 고정단을 갖는 기둥 425
11-3 편심 축하중을 받는 기둥 426

부 록

[머리말]

인류는 탄생하면서부터 편하고 풍요로운 생활을 누리기 위하여 각종 도구와 기계 등을 발명하여 사용해 왔으며, 현재도 각종 기계분야에 종사하는 많은 과학자와 기술자들은 인류생활의 복지향상을 위하여 다방면으로 연구 개발하고 있다. 또한, 기계공업은 산업에서 기초적인 위치에 있으므로 모든 산업 분야에 걸쳐 광범위하게 이바지하며, 현 사회와 문명의 급속한 발전에 큰 영향을 끼치고 있다. 이와 같이 우리의 생활과 밀접한 관계를 갖고 있는 기계들은 여러 부품들로 구성되어 있으며 각 각 일정한 운동과 하중을 지탱하면서 우리가 요구하는 역할을 해내고 있다. 새롭고 좀더 개선된 기계들을 개발하려면 부품의 운동, 다양한 하중들과 여러 부품재료들에 대한 역학적 관계, 기계적 에너지로의 변환관계, 제어시스템 등을 파악하여야 한다. 이들 가운데 하중과 기계재료와의 역학적 관계를 해석하는 기초적인 방법은 기계공학의 재료역학분야에서 다루고 있다.
재료역학은 하중에 따른 재료의 강도와 강성관계를 다루어 기계 및 구조물을 설계 제작할 수 있도록 도와주는 학문으로서 기계공학에 있어서 중요한 기초학문이다. 여기서 다룬 주요 내용들을 살펴보면, 인장, 압축, 비틀림, 굽힘 등의 각종 하중에 따른 구조물 및 기계요소들의 응력, 변형과 변형률, 탄성변형에너지 등에 대하여 논하였다. 이들의 내용을 독자 여러분의 이해를 쉽게 하기 위하여 각 장마다 기초적인 개념 및 학습목표 등을 간단명료하게 서술하였으며, 자세한 수식 전개와 다양한 예제를 통해 이해력과 응용력을 향상시킬 수 있도록 하였다. 5장의 도심과 면적 2차 모멘트에서 5-1절부터 5-4절까지는 선이수과목인 정역학에서도 나오는 내용이므로 강의계획에서 제외시켜도 가능하나, 5-5절의 최대 및 최소 면적 모멘트는 필요시 강의를 할 수 있다.
만전을 기하려고 노력은 하였으나 원래 淺學菲才이기 때문에 다소 미비한 점이나 잘못된 점이 있을 것으로 생각된다. 아무쪼록 선배님들의 기탄없는 지도와 동료 및 후배들의 조언을 기대합니다.
끝으로 이 책을 출판함에 있어서 관계자 여러분에게 진심으로 감사의 뜻을 표합니다.

2008년 봄
저자 씀