Insight 구조&응용역학

1. 개요이번 문제를 공액보법(Conjugate Beam Method) 으로 푼다고 가정해 보겠습니다.먼저, 실제 보의 굽힘모멘트도(BMD) 를 산정한 뒤,이를 EI로 나누어 단순보에 작용하는 등가 하중으로 치환하는 과정을 거치게 됩니다.즉, M/EI 도를 단순보 위의 하중 분포로 바꾸는 것이 첫 단계입니다. 하지만 공액보법을 적용할 때 가장 시간이 소요되는 부분은바로 공액보의 반력 계산입니다.이를 일일이 적분하거나 모멘트 균형으로 구하면 복잡해지기 때문입니다.이때 유용한 방법이 바로 등가 하중(Equivalent Load) 을 이용하는 것입니다.공액보의 반력을 등가하중으로 빠르게 환산하면 복잡한 계산 과정을 상당히 단축할 수 있습니다. 특히, 단순보로 모델링했을 때 공액보의 반력은 실제 보의 회전량(θ..

공액보법(Conjugate Beam Method)과 이중적분법의 관계보의 처짐과 기울기를 구하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.그중 공액보법(Conjugate Beam Method)은 이중적분법(Double Integration Method)과 밀접한 관계를 가지며,이중적분 과정을 보다 직관적으로 이해할 수 있도록 만들어진 개념적 방법입니다.1. 기본 개념단면 2차모멘트 $I$와 탄성계수 $E$를 가진 보의 휨 방정식은 다음과 같습니다.$$EI \frac{d^2y}{dx^2} = M(x)$$여기서$M(x)$ : 실제보의 휨모멘트$y(x)$ : 처짐입니다.이를 두 번 적분하면 다음과 같은 관계를 얻습니다.$$\frac{dy}{dx} = \theta(x) = \int \frac{M(x)}{EI} , dx$$..

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 ..

“바로 풀린다” 리스트 (문제당 30초 내외)1, 2, 3, 6 (부재의 부피 산정 매우 간단), 7(보기 활용), 9 (출제자의 배려), 10 (보기 활용)11 (변위일치 공식을 알려줌), 13(전형적인 유형), 14 (가상일의 원리, 부재수도 2개만)16 (자주 쓰이는 Stiffness 암기시 매우 수월), 17 (출제자의 배려), 18 (매우 간단한 단면법)19 (스프링의 병렬연결)“시간이 걸리지만 풀만하다” 리스트4 (최대 모멘트 위치 파악), 8, 12 (물성치가 많으면 하나를 기준으로 몇배수인지 보자),15 (변형률 값이 기하학적으로 들어오지 않아 불가피하게 공식 활용)20 (에너지 법_ 충격하중의 원리)“나머지 풀고 되돌아 오자” 리스트5 (영부재가 많아서 실수할 가능성 있다)1. 총평이번 ..

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.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. 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..