profile 김무섭 2000-07-12 10:58:27
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재료역학에서 자유지지와 고정지지의 의미를 알고싶습니다.

강태교 2000-09-05 01:06

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. 구속되는 방향으로만 하중이나 모멘트가 작용하게 됩니다.
역학책에서 배운 것과 실제 구조물을 설계에는 약간 다른 것들이 있기도 하니 설계시에는 이러한 사항들을 유의해야 할 것으로 생각됩니다.


더 자세한 것을 알고 싶으시면 멜 주세요!!

운영자 2000-07-13 09:36

김무섭님의 글
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재료역학에서 자유지지와 고정지지의 의미를 알고싶습니다.
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답변이 늦었습니다. 다른 분이 답변할 줄 알았는데 너무 기초적인 거라 답변하지 않은 것 같습니다.

정력학에서 하중 계산을 하면서 자주 등장하는 보형태의 하중 계산에서 많이 볼수 있는 문제입니다.

그림에서 보는 바와 같이 삼각형 받침은 고정지지, 원형으로 표시된 것은 자유지지로 말합니다.

고정지지는 회전은 허용하지만 좌우,상하 이동은 제한된 지지 방법이며 빔과 지지부가 핀으로 연결되어 있는 것과 동일합니다.

자유지지는 좌우 방향이동, 회전은 허용하지만 상하 방향만 제한을 둔 형태입니다.

이런 문제가 재료역학, 정력학 문제에서 등장하는 이유는 양쪽이 고정지지로 되어 있는 경우 그림의 예에서 각 지지점의 수평방향 힘을 정력학적으로는 계산이 되지 않습니다. 각 지점의 수평방향 힘의 크기는 같고 방향은 반대이지만 힘의 크기는 정력학적으로 풀리지 않아 부정정문제가 됩니다. 물론 변형과 하중관계식에서 식 하나를 유도한다면 풀수 있는 문제이지만 정력학에서는 취급하지 않습니다.

추가 질문이 있으시면 다시 해 주시기 바랍니다.


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