[Material Dynamics] 재료역학

Load definition for beam elements (빔 요소의 하중 정의)

birdman 2023. 1. 24. 21:24

▶Load definition for beam elements (빔 요소의 하중 정의)

 

Generally the beam elements mean the slender material longitudinally.

 

It means the longitudinal length of material is longer than section area of the material.

 

It is called slenderness ratio or aspect ratio.

https://en.wikipedia.org/wiki/Slenderness_ratio

 

These type beams have been used as material for construction like main structure for skyscraper and shipbuilding & many plants.

 

And then, these beams are exposed to various load intentionally or unintentionally such as the force like green sea and wind induced by nature.

 

Regardless of various load type, as effort to the study of many engineer and scalars, the load imposed on the beam elements can be defined as below.

 

 

일반적으로 빔 요소는 길이방향으로 가느다란 재료를 말한다.

 

즉, 재료의 세로길이가 단면적보다 길다는 것을 의미한다.

 

이러한 재료의 특징을 세장비라고 한다.

 

이런 유형의 빔요소들은 각종 산업에 사용되며 예를 들어 고층빌딩이나 공장, 선박등의 주요 골재로 사용된다.

 

그리고 이런 빔들은 외부로부터 각종 하중에 노출되는데, 선박의 Fore body에 작용하는  Green sea 나 고층빌딩에 작용하는 풍하중 등이 그 예다.

 

이러한 하중의 종류에 관계없이 빔 요소에 가해지는 하중은 방향에 따라 다음과 같이 정의할 수 있다.

 

 

Figure.1 Load definition of beam element

Term Definition Remark
F(X)  axial force the force imposed axially.
Vy(X) y-direction shear force the y-direction force imposed on section of material.
Vz(X) z-direction shear force the y-direction force imposed on section of material.
T(X) Torqure the rotation force (moment) with x-axis.
My(X) y-Bending moment the rotation force (moment) with y-axis.
Mz(X) z-Bending moment the rotation force (moment) with z-axis.
**Ocassionaly the y or z - bending moment could be called z or y - bending moment because it will induce the bending as direction of z or y axis.

 

용어 정의 비고
F(X)  축하중 빔요소 축방향 하중
Vy(X) y방향 전단력 빔요소 단면에 작용하는 y방향의 힘
Vz(X) z방향 전단력 빔요소 단면에 작용하는 z방향의 힘
T(X) 토크 x축 방향의 회전력, 축방향 회전력
(만약 끝단이 고정되어 비틀림이 발생한다면 Torsion )
My(X) y방향 굽힘모멘트 y축 방향의 굽힘모멘트
Mz(X) z방향 굽힘모멘트 z축 방향의 굽힘모멘트
**각각 재료역학 서적에 따라,  y축 방향의 모멘트를 z-bending moment, z 축 방향의 모멘트를 y-bending moment라고 부를때가 있음. 그 이유는 z축을 기준으로 작용하는 모멘트는 y축 방향으로 굽힘을 만들고 y축 기준으로 작용하는 모멘트는 z축 방향으로 굽힘을 만들기 때문임. 같은 의미이니 혼동되지 않도록 주의