Metal Forming CAE Lab.

Department of Mechanical Engineering

Gyeongsang National University, Korea

Metal Forming CAE Lab., Gyeongsang National University

역학의 개요

역학

역사

Archimedes (B.C 287 ~ 212) – 지렛대 원리, 부력의 원리

Stevinus (1548 ~ 1620) – 정역학 이론 집대성

Galileo (1564 ~ 1642) – 동역학 문제 언급

Newton (1642 ~ 1727) – 중력법칙, 운동법칙의 공식화

da Vinci, Varignon, Euler, D’Alembert, Lagrange, Laplace

응용 역학

고체역학 열역학 유체역학

진동학 동역학 열전달

관련 산업

기계산업(일반기계, 자동차산업, 조선산업, 항공산업)

전자산업 제철산업 화학산업

건설산업

<연속체(Continuum)>

역학의 3대 요소와 연속체

고체

3대 요소

힘

<결정과 경계><결정>

강 체 : 외력 등에 의한 질점 간 거리의 변화가 없는 것

탄성체 : 변형을 일어나게 하는 외력이 사라졌을 때 변형 전의 상태로 돌아가는 물체

소성체 : 변형을 일어나게 하는 외력이 사라져도 변형 전의 상태로 돌아가지 않는 물체

유체(기체 포함)

물체와 연속체 (Continuum), 물체의 변형

변위 재료

힘(Force)

강체운동(Rigid-body motion)

변형(Deformation)

변위(Displacement) 또는 운동 (Motion)

체적력 중력(Gravity), 자력(Magnetic force)(Force)

힘내력

외력

작용과 반작용의 힘

표면력 하중, 반력

◎ 내력 : Internal force, 외력 : External force, 표면력 : Surface force, 체적력 : Body force

재료 (Material) : 연속된 질점(Particle)의 집합으로 가정 연속체

강 체 : 재료의 성질을 따지지 않음

탄성체 : 선형탄성(후크법칙), 비선형탄성 , 등방성(일반금속) 및 이방성(복합재료)

소성체 : 항복이론, 등방성변형경화, 이방성변형경화

고체

유체(기체 포함)

역학의 3대 요소

기본개념-고체역학의 종류 및 정역학

고체역학의 분류

정역학 : 정지하고 있는 강체에 작용하는 힘만을 고려하는 역학

3대 요소 간의 관계

힘 재료, 물체 운동, 변위Rigid-body motion

Deformation

정정계와 부정정계

정정계 : 정역학적으로 미지의 힘을 결정할 수 있는 역학적 계

부정정계 : 정역학적으로 미지의 힘을 결정할 수 없는 역학적 계-고체역학 문제임

미지의 반력을 결정하는 학문

변위 강체 정역학

강체동역학광의의 고체역학

협의의 고체역학

변형체동역학

진동학

소성역학

탄성역학

파괴역학

변형체

공간과 시간에 따른 고체역학 문제의 구분

공간(Space)

1차원

2차원

3차원

시간

a) 1차원 선분 b) 2차원 평면 c) 3차원 공간

변위는 위치와 시간의 함수 : 변위가 역학에서는 최종적인 미지수

1차원 문제 2차원 문제 3차원 문제

보, 축, 기둥.. 평면변형 문제

평면응력 문제

일반적인 역학문제

상미분방정식 편미분방정식 편미분방정식

미지의 함수를 찾는 방정식 : 미분방정식

미지의 실수를 찾는 방정식 : (선형)대수방정식

시간 무관 문제 : 정역학, 고체역학

시간 유관 문제 : 동역학, 탄성체 동역학, 진동학

변위법

CAE-구조해석

CAE-충돌해석 등

전산유체역학

제조공정 해석-소성가공

제조공정 해석-주조

제조공정 해석-사출성형 등