기초 재료역학

1장 기초지식
1.1 서론
1.2 단위계
1.3 힘
1.4 힘의 합력
1.5 힘의 분력
1.6 모멘트
1.7 구조물과 힘
1.8 무게중심

2장 힘의 평형
2.1 힘의 평형
2.2 자유물체도
2.3 두 힘 부재와 세 힘 부재

3장 정역학적 구조물 해석
3.1 트러스 구조
3.2 절점법
3.3 단면법
3.4 Frame의 해석

4장 응력과 변형률
4.1 수직응력과 변형률
4.2 전단응력과 전단변형률
4.3 응력-변형률 선도
4.4 Hooke의 법칙
4.5 허용응력과 안전계수

5장 축 하중 부재
5.1 개요
5.2 축하중 부재의 거동
5.3 부정정 구조물
5.4 경사 단면에서의 응력
5.5 변형 에너지
5.6 열응력
5.7 압력용기에 발생하는 응력
5.8 충격하중

6장 비틀림 부재
6.1 비틀림 하중
6.2 원형단면봉의 비틀림
6.3 순수 전단
6.4 전단에 의한 변형 에너지
6.5 두께가 얇은 관의 비틀림

7장 보의 내력
7.1 보의 반력
7.2 전단력과 굽힘모멘트
7.3 하중, 전단력과 굽힘모멘트의 관계
7.4 전단력 선도와 굽힘모멘트 선도

8장 보의 응력
8.1 개요
8.2 보의 굽힘응력
8.3 보에 발생하는 전단응력
8.4 굽힘에 의한 변형 에너지

9장 조합응력
9.1 개요
9.2 평면응력
9.3 주응력과 최대 전단응력
9.4 모어 원
9.5 평면응력에 대한 Hooke의 법칙
9.6 탄성계수 E와 G의 관계
9.7 3축응력

10장 보의 처짐
10.1 개요
10.2 처짐 곡선의 방정식
10.3 직접 적분에 의한 처짐곡선
10.4 모멘트-면적법
10.5 중첩법
10.6 충격하중

11장 부정정보
11.1 개요
11.2 처짐곡선에 대한 미분방정식의 풀이
11.3 모멘트-면적법
11.4 중첩법

12장 기둥
12.1 기둥의 좌굴
12.2 안정성

머리말

재료역학은 하중을 받고 있는 구조물의 거동을 분석하기 위해 필요한 내용으로 구성되어 있다. 실생활에서 접하는 다양한 구조물이나 구조부품을 안전하고 효율적으로 설계하기 위해서 기본적으로 꼭 필요한 내용이 재료역학이다. 재료역학을 공부하기 위해서는 수학적 지식과 정역학적 지식이 전제되어야 보다 체계적으로 학습할 수 있다. 그러나 본서는 기본지식이 다소 부족하더라도 단기간에 재료역학의 기본적 내용을 개념적으로 습득할 수 있도록 구성하려 노력하였다.

초반부에는 정역학의 기본적 내용을 소개하여 간단한 형태의 구조물에서의 하중의 흐름을 살펴보면서 개념을 깨달아 갈 수 있도록 하였고 중반부 이후에 재료역학의 전반적 내용을 가능한 간단히 서술하려 노력하였다.

구조부재를 설계하기 위해서는 구조부재가 감당해야 하는 하중의 크기를 먼저 알아야 하는데 이를 위해서 자유물체도를 구성하고 힘의 평형조건을 적용하는 과정은 무엇보다 중요하고 기본이 되는 내용이므로 본서 전반에 걸쳐 반복적으로 서술하여 기본개념이 잘 습득될 수 있도록 하였다.

구조부재가 감당하는 하중의 종류에 따른 구조물의 거동을 이해하는 능력을 키워나가야 한다. 이러한 능력은 다양한 문제를 경험하면서 자연스레 습득할 수 있는데, 본서의 기본적 내용을 습득한 후 실생활에서 접하는 구조물에 적용해 보면서 구조부재에 발생하는 하중의 종류와 크기, 변형 형태를 예측하고 확인하려는 자세가 필요하다. 구조물을 구성하는 부재들은 만들어진 형태와 외력에 따라 감당하는 하중의 형태가 결정되어지므로 감당해야 할 하중의 성격에 적합하도록 구조물이 설계되어져야 한다. 독자들이 본서에 소개된 기본적 내용을 충분히 이해하고 현실에 대한 적용력을 향상시키면서 능력 있는 엔지니어로 성장하여 효율적인 구조 설계와 적합한 해석을 수행하는데 작은 보탬이 되기를 바란다.

본 개정판에서는 여러 가지로 부족한 본 도서를 활용하는 일부 독자로부터 연습문제 풀이에 대한 요청을 받고, 독자의 이해를 돕기 위해 연습문제 풀이 과정과 소량의 본문이 추가되었다.

끝으로 부족하거나 잘못된 내용에 대한 독자들의 지도 편달을 바라며, 추후 수정, 보완할 것을 약속하고, 본 도서가 출판될 수 있도록 협조해주신 복두출판사 여러분에게 지면을 빌어 깊은 감사의 뜻을 전한다.

저자