응력과 변형률

응력의 개념

응력은 단위면적당 내력으로, 외부 하중에 대해 재료 내부가 버티는 저항을 나타내며 단위는 MPa(N/mm²)를 쓴다. 단면에 수직으로 작용하는 응력은 인장응력과 압축응력으로 나뉜다. 인장응력은 재료를 늘이는 방향의 하중을 단면적으로 나눈 값으로, 식으로 쓰면 σ = P/A이다. 같은 하중이라도 단면적이 2배가 되면 응력은 1/2배가 되므로 응력은 단면적에 반비례한다. 인장응력은 단면에 수직으로 작용하므로 단면에 평행하게 작용하는 응력과 구분해야 한다. 재료의 길이를 줄이는 방향의 하중에 의해 생기는 수직응력은 압축응력이다. 전단응력은 전단력을 전단 단면적으로 나눈 평균값으로 구하며, 단면에 평행하게 작용해 단면 양쪽을 서로 반대 방향으로 미끄러뜨린다. 응력 집중은 구멍, 홈, 단면이 급변하는 부분에서 평균 응력보다 국부적으로 응력이 크게 높아지는 현상이다.