profile 김무섭 2000-07-12 09:55:51
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재료역학에서 자유지지와 고정지지의 의미를 알고싶습니다.

강태교 2000-09-05 00:41

질문하신 의도가 무엇인지 확실히 파악을 못하였습니다만 ansys같은 해석 코드를 사용할 경우에는, Degree Of Freedom(DOF)와 관련하여 생각합니다.

3D modeling에서 한절점은 보통 6개의 DOF를 가지는데 이는 translational x,y,z 와 rotational x, y, z의 6가지 방향을 말합니다.

고체역학 책에서 많이 보게되는 한쪽이 벽에 고정된 cantillever beam같은 것은 그 고정단이 용접될 경우 6자유도가 구속된 것으로 보며 이부분은 force와 moment를 6개 방향으로 받게되는 것을 말합니다. 또한 일반적인 bolt연결부는 translational 변위만(x,y,z만) 구속한다고 봅니다. 즉 모멘트는 받지 않는다고 가정하는 것이죠. 엄밀히 따지면 어느 정도 받기는 하지만 볼트 연결의 대부분 종류는 모멘트까지 잡아주지 않습니다.

쉽게 생각해서 지지부위가 어는 방향으로 움직일 수 있느냐에 따라 고정단지지냐 단순지지냐 등으로 나누어 진다고 볼수 있으며 해석에서는 부품의 연결부 혹은 지지부의 어느 방향 DOF가 구속되고 안되는지를 이해해야 할 것입니다.

더 자세한 것을 알고 싶으시면 멜 주세요!!

이호준 2000-11-01 22:56

안녕하세요? 저도 학부 2학년때 정역학을 공부하면서 고민했던 적이 있어서 도움을 드리고자 답변합니다.

물체에 외력이 작용하면 물체는 운동을 하게됩니다. 만약 운동을 제약받게되면 외부에서 작용한 힘은 물체의 내부에 내력으로 남게됩니다.

즉, 물체가 외력을 받고있고 작용한 외력에의해 운동이 구속되려면 반력이 있어야만 운동이 구속이 됩니다.

이해하기 쉽게 "캔틸레버빔"의 경우를 예로들겠습니다. 지점이란 쉽게말해 지지점을 예기합니다.

"캔틸레버빔"의 경우 한단은 고정이고 다른한단은 자유이기때문에 "일단고정 타탄지지보"라고도 합니다.

끝단에 임의의 방향으로 하중이 작용하면 Bending에의해 자유단은 힝이 작용한 방향으로 변위가 발생합니다.

만약 힘이 증가하면 할수록 변위도 증가하고 따라서 구속이 없는 상태로 봅니다.(모든방향으로 운동의 구속이 없으면 지점반력과 모멘트도 0이됩니다.)

이에반해 고정된지점에서는 어떠한 방향으로도 변위가 없게 구속되어있습니다.

따라서 지점에서는 dX,dY,dZ=0 이 되는거지요.또 회전까지도 구속되어있으므로 Rotation X,Y,Z=0입니다.

즉 X,Y,Z 모든 좌표축에대해 회전이 구속되었다는 말이지요.

이렇게 운동이 구속되게 되려면 반력이 존재해야하구요, 따라서 지점반력 RX,RY,RZ와 지점모멘트 MX,MY,MZ가 존재합니다.

Simply supported Beam 의 경우는 2차원 평면으로 볼때 양쪽 지점에서 dY=0가 되고 하중이 작용하면 처짐이 생기므로 지점에서는 처짐각이 발생합니다.

따라서 지점에서 회전은 가능한 상태이므로 모멘트도 0 이 됩니다.

결론으로 들어가면 외부하중에 대해서 지점에서의 운동이 X,Y,Z 좌표축에대해 어느방향으로 구속이 되었는지 해석한다음 구속조건을 적용합니다.

충분한 설명이 되었는지 모르겠네요. 짧은 지식으로나마 제가 알고있는 한도내에서 최선을 다하여 설명드렸습니다.

제가 잘못알고 있는점이 있으면 지적해주세요. 감사히 받아들이겠습니다.

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