Insight 구조&응용역학

1. 개요복잡한 구조물, 어떤 방법으로 접근할 것인가위와 같은 문제가 있다고 가정해 보겠습니다.(이 문제는 제 블로그 프로필 사진에도 사용된, 다소 악명 높은 구조물입니다.)기술사나 기술고시를 준비하는 분들 중에는 워밍업(warm-up) 차원에서 매트릭스법(Matrix Method) 이나 에너지법(Energy Method) 으로 이러한 문제를 연습하시는 경우가 많습니다.계산기를 다루는 감각과 수식 전개 능력을 유지하기 위한 일종의 ‘감각 훈련’이죠.그렇다면, 이 문제는 매트릭스법으로 푸는 것이 좋을까요, 아니면 에너지법으로 푸는 것이 좋을까요? 에너지법으로 접근할 경우에너지법으로 접근하면,이 문제는 이미 3차 부정정 구조물에 해당하며게다가 변위까지 구해야 하는 문제입니다.따라서 각 절점에 대해 가상하중을..

1. 개요병렬 연결 문제로의 직관최근 연달아 게시한 글들의 주제는 모두 직렬 연결과 병렬 연결의 개념을 다루고 있습니다.이제 위의 문제를 보면, 자연스럽게 “이건 병렬 연결 문제구나” 하는 느낌이 오시나요?이번 문제 역시 그 연장선상에 있습니다.점 B에서의 수직 처짐은 AB 캔틸레버 부재와 BC 축부재에 동시에 영향을 미칩니다.즉, B점의 처짐에 대해 두 부재가 함께 저항하므로이 구조는 명확히 병렬 연결(parallel connection) 형태에 해당합니다.문제 단순화 전략문제를 보다 간단히 풀기 위해,AB 부재의 등분포하중을 등가 격점하중(equivalent nodal load) 으로 치환하여 다루겠습니다.이렇게 하면 하중이 절점에 집중된 형태로 바뀌어병렬 연결 관계를 더 명확히 파악할 수 있고,계산..

1.개요https://oreostructure.tistory.com/31 2024년 7급 국가직 응용역학 풀이 (스마트한 풀이는 실수를 줄인다.)총평2024년 7급 국가직 응용역학 시험은 일부 계산을 요구하는 문항이 있었지만, 전반적으로 많은 연산이 필요한 편은 아니었다.7급의 난점은 “문제 자체의 난도”보다 “한정된 시간 안에 손계oreostructure.com최근 게시한 2024년도 7급 응용역학 풀이 중 17번 문항에서 계산상의 오류가 포함된 채 포스팅된 것을 확인했습니다.다행히 한 구독자분께서 세심하게 지적해주셔서 문제를 빠르게 발견하고 수정할 수 있었습니다.이 자리를 빌려 감사의 말씀을 드립니다. 사과의 뜻을 전함과 동시에, 해당 문항에 대한 이해를 돕기 위해이번에는 등가 격점하중(Equival..

1. 개요강체(EI=∞)가 문제에 등장했을 때의 감각문제를 많이 풀다 보면, EI가 무한인 강체가 등장할 때 느껴야 하는 감각이 생깁니다. 첫째, 문제가 오히려 단순해집니다.강체는 휨 변형이 없기 때문에 여러 절점의 움직임이 서로 묶이며,많은 종속 자유도를 만들어 냅니다.즉, 기구학적(Kinematic) 관계를 세우기가 훨씬 쉬워집니다. 둘째, 처짐을 구할 때 큰 도움이 됩니다.EI가 무한이면, 휨에 의한 변형에너지는 존재할 수 없습니다.따라서 강체 구간의 처짐은 단순히 각도 × 길이로 계산할 수 있습니다.이를 모멘트 면적법 관점에서 보면,M/EI 도식에서 EI=∞ 인 부분의 면적은 0이 됩니다.즉, 이전 구간(M/EI ≠ 0)에서 생긴 회전각(θ)에 그 지점까지의 길이(모멘트 암)을 곱하면그 값이 바로..

1. 개요보통 이러한 유형의 문제는 단위하중법(Unit Load Method) 을 이용해 푸는 경우가 많습니다.하지만 이번에는 단위하중법 대신 ‘자유도(Degree of Freedom)’ 의 개념으로 구조물을 분석해 봅시다.이 접근법은 계산 과정을 단순화하면서도 문제의 본질을 훨씬 명확하게 파악할 수 있는 강력하고 효율적인 방법입니다.특히 이러한 시각은 2025년 7급 응용역학 24번 문제와 같은 유사 유형을 빠르고 정확하게 해결하는 데 큰 도움이 됩니다.해당 구조물은 정정 트러스(Statically Determinate Truss) 입니다.이유는 구해야 할 부재력이 5개이고, 세울 수 있는 평형방정식 또한 5개이기 때문입니다.여기에 온도 변화가 발생했다는 조건은 매우 의미 있는 조건입니다.왜냐하면 온도..

이번 문제는 세 가지 방법으로 접근해 보겠습니다.① 최소일의 원리② 처짐각법③ 모멘트 면적법세 방법 모두 손계산으로 충분히 풀 수 있는 수준이며,개인적으로는 이 문제에 대해서는 최소일의 원리가 가장 간단하다고 판단합니다.하지만 어떤 분은 모멘트 면적법이 더 직관적이라고 생각하실 수도 있겠죠.즉, 어느 방법이 더 편한지는 다소 주관적인 부분이 있다고 봅니다.또한, 본 문제에서는 EI가 무한대인 구간을 어떻게 다루는가에 대한변위법 관점의 접근도 함께 생각해 보시면 좋겠습니다.이 포스팅이 그 점에서 이해를 확장하는 계기가 되었으면 합니다.1. 최소일의 원리2. 처짐각법강체부(EI가 무한대인 구간)가 δ₁만큼 변위가 생기면, 그 회전각이 곧 EI가 유한한 구간이 시작되는 지점의 초기 기울기 조건이 됩니다.3.모..

구조해석에서 자유도(Degree of Freedom, DOF)는 구조물이 독립적으로 움직일 수 있는 방향의 수를 의미한다.그러나 구조물의 일부 부재가 매우 큰 축강성(EA)을 가질 경우, 일부 자유도는 서로 종속 관계를 이루게 된다.이 글에서는 축강성이 무한할 때 자유도에 어떤 변화가 생기는지, 그리고 종속 자유도가 어떤 의미를 가지는지를 정리한다.1. EA가 무한하다는 뜻축강성은 부재가 축방향 변형을 얼마나 억제하는지를 나타내는 값으로,$$ EA = E \times A $$이다.여기서 $E$는 탄성계수, $A$는 단면적이다.$EA$가 무한대라는 것은 부재가 축방향으로 신장되거나 압축될 수 없다는 뜻이다.즉, 부재의 양 끝단 사이 길이가 절대 변하지 않는 상태이다.$$\delta = \frac{N L}{..

구조물의 자유도 (Degree of Freedom, DOF)구조물 해석에서 자유도(Degree of Freedom, DOF)란구조물이 자유롭게 움직일 수 있는 독립된 방향의 수를 말한다.즉, 구조물이 몇 가지 방식으로 움직일 수 있는지를 나타내는 개념이다.1. 자유도의 기본 개념하나의 절점(Joint)이 자유롭게 움직일 수 있는 방향은 최대 세 가지다.수평 방향 이동 ($x$ 방향) 수직 방향 이동 ($y$ 방향) 회전 ($\theta$ 방향)예를 들어, 한 점이 $x$, $y$ 방향으로 이동할 수 있고 회전도 가능하다면그 절점은 총 3개의 자유도를 가진다.2. 전체 자유도 (Global DOF)Global DOF는 구조물 전체가 가질 수 있는 자유도의 수를 의미한다.예를 들어 절점이 $N$개인 평면..

트러스 온도변화 문제 — 단위하중법 말고 더 빠른 풀이 이번 문제는 트러스 부재에 온도 변화가 생겼을 때, 특정 절점의 처짐을 구하는 전형적인 유형입니다.시중 문제집이나 인터넷 풀이들을 보면 대부분 단위하중법을 사용합니다.하지만 사실 이 문제는 단위하중법 없이도, 훨씬 쉽고 직관적으로 풀 수 있는 방법이 있습니다.문제다음과 같은 트러스에서 BD 부재의 온도가 30℃ 증가할 때, C점의 수직 처짐 [mm]은 얼마인가?(부재의 자중 무시, 열팽창계수 ($\alpha = 8 \times 10^{-6}/℃$))풀이 아이디어이 문제의 본질은👉 BD 부재의 온도변화로 인한 변형(Local DOF)이, C점의 수직 처짐(Global DOF)으로 어떻게 나타나는가?라는 해석입니다.정정 구조물에서는 온도변화..

2021년 응용역학 풀이를 공개합니다.질문있으시면 댓글로 남겨주세요.간단하고 쉽게 풀 수 있는 풀이를 소개하였습니다.