24.1 : 빔의 주요 응력
임의의 횡하중을 받는 프리즘형 보에서 응력 분포를 이해하고 구조적 무결성을 보장하기 위해서는 전단력과 굽힘 모멘트 사이의 상호 작용을 분석하는 것이 필수적입니다. 가장 높은 수직 또는 굽힘 응력은 빔의 외부 섬유에서 발생하며 중립 축에서 선형으로 0으로 감소합니다. 대조적으로, 전단 응력은 중립 축에서 최고조에 달하고 외부 표면으로 갈수록 감소합니다.
특히 집중 하중을 받는 좁은 직사각형 캔틸레버 빔의 경우 주응력을 분석하는 것이 중요합니다. 임의의 지점에서 최대 및 최소 법선 응력인 주응력은 전단 응력이 없는 평면에서 발생합니다. 이러한 스트레스는 잠재적인 실패 지점을 식별하는 데 필수적입니다. 전산 연구에 따르면 일반적으로 이러한 빔 내의 최대 수직 응력은 전단 응력이 일반 응력을 초과할 수 있는 하중 적용 지점 근처를 제외하고 일반적으로 표면 응력을 초과하지 않는 것으로 나타났습니다.
최대 수직 응력을 계산하는 방법은 일반적으로 직사각형 단면에 효과적이며 고급 계산 또는 전산 모델링을 통해 직사각형이 아닌 형상에 적용할 수 있습니다. 빔 표면 근처의 상당한 수직 응력과 큰 전단 응력이 공존하는 상황을 고려하는 것이 중요합니다. 이러한 조건은 전단 유발 균열과 같은 예상치 못한 실패 모드로 이어질 수 있으며, 이는 실제 구조 설계의 복잡성을 강조합니다.
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