1 강성의 정의
1) 정의
- 재료의 변형에 대한 저항정도를 의미
- 재료의 변형은 비틀림 또는 굽힘의 정도로 구분되며 이는 축강성, 굽힙강성, 전단강성, 비틀림강성으로 크게 구분할 수 있다.
2) 특징
- 강도는 재료의 단단함을 뜻하나 강성은 재료가 변형에 저항하는 성질을 뜻한다.
- 재료의 탄성영역내 단단함(변화저항정도)은 E로 그 의미를 표현할 수 있으나 형태까지 고려된 변형저항도를 강성이라한다.
- 강성(rigidity)은 재료의 형태를 고려한 변형정도를 뜻하나, 길이에 따라서(크기 조건) 달라지므로 길이조건을 고려한(단위길이) 개념이 강성도(stiffness)이다.
2 강성과 강성도
1) 강성(rigidity)
- 축강성(EA)
- 휨강성(EI)
- 전단강성(GA)
- 비틀림강성(GIp)
※ E : 탄성계수, G : 전단탄성계수, A : 단면적, I : 단면2차모멘트, Ip : 단면극2차모멘트
2) 강성도(stiffness) - 부재 길이(L) 고려
- 축강성도(EA/L)
- 휨강성도(EI/L)
- 전단강성도(GA/L)
- 비틀림강성도(GIp/L)
※ E : 탄성계수, G : 전단탄성계수, A : 단면적, I : 단면2차모멘트, Ip : 단면극2차모멘트
3 강성의 표현 종류
1) 강도(E)
- 탄성영역내 응력당 변형의 정도를 의미. 탄성계수를 의미.
* 강도 : 재료가 외부의 응력에 대해 저항하는 정도.(탄성영역내에서는 변화의 정도)
- 강도의 정의와 강성의 의미가 매우 유사하나 변형에 대한 정도는 강성(rigidity / stiffness)으로 표현하는것이 맞음.
2) 강성(rigidity)
- 변형의 정도에 형태를 고려한 저항정도를 의미함.
- 굽힘과 비틀림 모든영역에서의 강성을 표현할 수 있음
- 크기가 클경우 강성이 커지는 한계가 있음.
3) 강성도(stiffness)
- 형태와 크기가 고려된 저항정도를 의미함.
- 변형에 대한 저항정도의 의미로 가장 정확한 강성은 stiffness를 사용함.
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