Insight 구조&응용역학

1. 개요5급 · 7급 · 9급 시험의 출제 경향 비교사실 5급·7급·9급 응용역학 시험은 모두 학부 수준의 기본 이론 범위 안에서 출제됩니다.다만, 계산 도구의 사용 가능 여부와 문제의 구조 단순화 정도에 따라 난이도가 달라집니다.7급과 9급 시험은 공학용 계산기 사용이 불가능하기 때문에모든 계산을 손으로 직접 수행해야 합니다.따라서 문제는 상대적으로 단순한 구조물 형태로 출제되고,산술적으로 깔끔하게 떨어지는 수치 구성을 통해출제자의 일종의 배려가 느껴지는 문제들이 많습니다.반면, 5급 시험은 공학용 계산기의 사용이 허용되므로이와 같은 단순화된 배려가 거의 없습니다.문제의 구조가 더 복잡해지고, 계산 과정도 길어지는 경향이 있습니다.이러한 차이는 2018년 국가직 7급 20번 문제와 2025년 5급 공..

자유진동 Free Vibration과 고유진동수 Natural Frequency구조물이나 물체가 외력 없이 스스로 진동하는 현상을 자유진동 , Free Vibration 이라고 합니다.즉, 한 번 변형시킨 뒤 손을 떼었을 때, 구조물이 자체의 탄성력과 관성력만으로 움직이는 진동을 말합니다.1. 자유진동의 기본 개념스프링에 질량 $m$이 달려 있고, 스프링 상수가 $k$라고 합니다.한 번 아래로 당겼다가 놓으면, 물체는 복원력과 관성력에 의해 왕복 운동을 하게 됩니다.이때 운동방정식은 다음과 같습니다.$$m\ddot{x} + kx = 0$$여기서$m$: 질량$k$: 스프링 상수 (강성도, stiffness)$x$: 변위$\ddot{x}$: 가속도2. 고유진동수의 유도위의 방정식은 조화진동(harmonic ..

1. 개요이 문제는 전형적인 좌굴문제입니다.여기서 압축 하중은 온도 변화로 인한 내력으로 작용합니다.문제에서 주어진 조건을 보면,B 지점의 지지 상태가 단순히 “이동 지점으로 지지된다”라고만 표현되어 있습니다.이 표현은 읽을때 지점 이라는 단어에 집중하면 안됩니다구조물의 자유도(Degree of Freedom) 관점에서 어떻게 해석해야 할지 명확히 판단해야 합니다.1) ‘지점’이라는 단어에 집중할 때단어 그대로 해석하면 많은 분들이고정단–고정단(Fixed–Fixed) 혹은 고정단–고정 롤러(Fixed–Fixed Roller) 조건만을 떠올릴 수 있습니다.그러나 문제의 표현에는 “이동” 이라는 단서가 있습니다.즉, 수평 변위(Sway 변위) 가 허용된다는 뜻이므로,고정단–고정단(Fixed–Fixed) 조건..

1. 개요이번 문제는 캔틸레버 ABC 구조에서 C점의 처짐이 기존의 3분의 2로 줄어들도록 하는 외력,즉 등가 스프링력을 먼저 구하는 것을 목표로 합니다.첫 번째 단계에서는, 캔틸레버의 끝단 C점 처짐을 기준으로 설정한 뒤, 이 처짐을 줄이기 위해 B점에 설치된 탄성지점이 보에 가하는 힘을 계산합니다. 이 힘이 바로 등가 스프링력이 됩니다.두 번째 단계에서는, 위에서 구한 값을 이용하여 B점의 실제 처짐을 계산하고, 이를 통해 등가 스프링 상수를 구하게 됩니다.즉, 보의 강성과 길이에 따라 스프링이 얼마나 저항하는지를 나타내는 값입니다.마지막으로, 문제에 제시된 스프링의 연결 형태(병렬 및 직렬 연결) 를 이용해기준 스프링 상수인 k₀에 대한 관계식을 세우고,앞서 구한 등가 스프링 상수와 같다고 두어 최..

1. 개요위의 문제를 보면,“계산을 하지 않고 보기만 보고 바로 ①번을 선택할 수 있다”라고 하면선뜻 믿기 어려울 수도 있습니다.하지만 실제 응용역학개론 문제를 자세히 살펴보면,보기의 구성을 분석하는 것만으로도정답을 50%, 심지어 100% 확률로 추론할 수 있는 경우가 의외로 많습니다.앞으로는 특히 9급 응용역학 문제를 중심으로,이러한 ‘보기 분석을 통한 합리적 추론법’ 에 대해서도기회가 될 때마다 다뤄볼 예정입니다. 2. 문제풀이이 문제를 정석적으로 풀자면 공액보법을 사용하는 것이 가장 편리합니다.하지만 이는 삼각 분포하중의 단순보의 C지점에서 모멘트를 구한다는 점에서 긴시간이 소요됩니다.다만, 시험장에서 시간을 절약하기 위해서는대략적인 처짐의 범위를 암산 수준으로 판단할 수 있으면 좋습니다.중앙점의..

1. 개요힘의 평형과 가상변위의 법칙2017년 7급 국가직 응용역학 문제들 중에는 힘의 평형을 이용해 풀이하는 유형들이 여럿 있습니다.하지만 이들 대부분은 가상변위의 법칙을 적용해도 똑같이, 오히려 더 쉽게 풀 수 있습니다.그렇다고 해서 “가상변위로 풀면 더 쉬운 문제”가 따로 있는 것은 아닙니다.두 방법은 결국 같은 원리에 기반하므로, 가상변위로 유도한 공식과 힘의 평형으로 유도한 공식은 동일한 결과를 줍니다. A 매트릭스와 Kinematic 관계 (변위 매트릭스를 공부하는 사람을 위해)이 원리는 구조기술사 수험생들이 흔히 말하는 ‘A 매트릭스’를 힘의 평형으로 세우는 이유와도 같습니다.즉, Kinematic 관계(운동학적 관계) 를 직접 세우기 어렵다면, 평형방정식을 통해 동일한 관계를 얻을 수 있다..

1. 개요누구나 문제풀이에 공식이 잔뜩 들어간 풀이는 부담스럽게 느낍니다.그 이유는 단순합니다.첫째, 공식을 외우는 것 자체가 고역이고,둘째, 연산이 많아질수록 긴장된 시험 환경에서는 계산 실수의 가능성이 커지기 때문입니다.특히 스트레인 로제트(Strain Rosette) 문제는공식에 삼각함수가 등장하기 때문에수학에 자신이 없는 수험생에게는 다소 꺼려지는 유형으로 보일 수 있습니다.하지만 실제로는 그렇지 않습니다.스트레인 로제트 문제는 로제트 사이의 각도를 두 배로 벌린 뒤,모어 원(Mohr’s Circle) 상에서 회전시키며 해석하는 기하학적 풀이법으로도 충분히 접근할 수 있습니다.이 방법은 공식 암기에 의존하지 않으면서도문제의 본질적인 개념을 시각적으로 이해하게 해줍니다.또한 출제자 역시 지나치게 복..

1. 개요보의 정가운데 처짐에 대한 자유도를 생각해보면, 보의 휨강성(EI) 과 구리봉의 축강성(EA) 이 동시에 처짐에 저항하고 있습니다.즉, 이 부분은 두 재료가 함께 처짐을 억제하므로 명확하게 병렬 연결(parallel connection) 로 볼 수 있습니다.반면, 구리와 알루미늄 봉을 비교하면 상황이 다릅니다. 두 봉은 서로의 변형이 종속되어 있지 않고,하중만이 수직 방향으로 그대로 전달됩니다. 이 경우는 전형적인 직렬 연결(series connection) 구조로 해석할 수 있습니다.https://oreostructure.com/38 스프링의 직렬 연결과 병렬 연결1. 스프링의 직렬 연결① 구조적 의미두 개 이상의 스프링이 한 줄로 연결되어 한 점에서 다음 점으로 순차적으로 하중을 전달하는 형..

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. 스프링의 직렬 연결① 구조적 의미두 개 이상의 스프링이 한 줄로 연결되어 한 점에서 다음 점으로 순차적으로 하중을 전달하는 형태입니다.즉, 모든 스프링에 걸리는 힘은 동일하지만, 변형(변위)은 각 스프링마다 독립적으로 발생합니다.스프링을 여러 개 줄줄이 이어 붙인 모습을 떠올려보세요.마치 침대 매트리스의 스프링을 세로로 한 줄로 쌓아 놓은 모양입니다.이런 상태에서 위에서 누르면,수직 배열된 스프링에 같은 힘이 전달되지만,각 수직 배열된 스프링이 눌리는 정도(변형) 는 다를 수 있습니다.② 자유도 관점각 스프링은 자체적으로 늘어나거나 줄어들 수 있으므로,구조 전체의 자유도는 스프링 수에 따라 증가합니다.예를 들어, 위 그림처럼 고정점–스프링1–스프링2–하중점 형태라면,스프링1과 스프링2의 변형은 독립..