당신은 골판지 스틱을 구부리거나 부러 뜨리려고했지만 불행히도 너무 두껍기 때문에 만들지 않았습니까? 그런 다음 벽에 몸을 숙이고 큰 힘으로 밟아 부러 졌을 것입니다. 스트레스만으로도 파손되는 원인은 전단 응력입니다.
전단 응력은 멤버의 축에 수직 인 단위 면적당 힘의 크기입니다. 골판지 스틱에 단단히 서 있으면 두 가지 유형의 응력이 생성되었습니다.
- 굽힘 응력으로도 알려진 굴곡 응력은 멤버의 축 방향과 평행하게 작동합니다.
- 전단 응력은 멤버의 축 방향에 수직으로 실행됩니다.
전단 응력이란 무엇입니까?
전단 응력 정의 :전단 응력은 구조물을 깨고 하나 이상의 평면을 따라 발생하는 힘입니다. 전단 응력은 대부분 물리학 연구와 관련이 있지만 공학이나 지질학과 같은 다른 분야에서도 때때로 사용됩니다. 전단 응력 사례는 건축 자재 또는 가파른 언덕 또는 산에서 미끄러질 수있는 가파른 언덕 또는 산에서 느껴집니다.
전단 응력은 그 자체의 힘이지만 힘의 수집으로 볼 수 있습니다. 예를 들어, 전단 응력은 경사면의 중력을 끌어 내리는 품목, 모래 곡물이나 암석의 마찰 저항 손실 또는 경사면에서 무거운 품목을 들어 올리는 것과 같은 요인의 조합으로 인해 발생할 수 있습니다.
전단 응력의 예
실제로, 무언가를 자르거나 부러 질 때마다 전단 응력을 전달합니다. 전단 응력의 다른 인스턴스는 유체가 움직이면 파이프 라인에 힘을 발휘합니다. 전단 응력은 누군가가 쉬지 않고 걸을 때 모래 성을 떨어 뜨립니다. 지구 공학 엔지니어는 전단으로 인한 고장을 방지하기 위해 구조의 기초를 구축 할 때 토양 전단 응력을 고려합니다.
한 쌍의 가위가 종이 조각을 자르기 위해 사용되면, 두 섹션은 멤버 (종이)를 전단 응력 아래에 놓는 측면 응력을 적용하여 종이를 자르도록합니다.
.전단 응력 공식
정상 응력 공식은 다음과 같이 언급 될 수 있습니다.
τ =f / a
여기서 :
τ =전단 응력 (파스칼 또는 N/m²로 표현 됨)
f =전단력 (n으로 표현됨)
a =면적 (m²로 표현 됨)
전단 응력 단위
언급 한 바와 같이, 전단 응력은 평방 미터당 파스칼 또는 뉴턴으로 측정됩니다 (N/m²)
- 하나의 파스칼은 하나의 n/m²와 동일합니다.
- a Newton은 초당 1 미터 (m) 킬로그램 (kg)을 이동하는 데 필요한 힘을 분석 한 것입니다.
- 제곱 미터당 파스칼 또는 뉴턴 (N/m²), 전단 응력 단위는 특정 영역 (M2)에 걸쳐 초당 1 킬로그램의 재료를 이동하는 데 필요한 힘을 나타냅니다. Shear stress units measure how much force must be applied to a particular slope location for the slope to collapse and slide downward.
What is Maximum Shear Stress?
The maximum shear stress is the amount of shear force produced in a relatively compact space. 전단 응력은 외부 힘이 내부 힘과 정렬되고 반대되는 방향으로 작용할 때 경험되는 구조적 구성 요소를 통해 발생합니다. These forces will be of varying magnitudes. The distinct cross-sections of the structural member won’t be distributed equally across the entire member. These forces subject the structural material to shear stress. 최대 전단 응력 이론에 기초하여, 재료가 견딜 수있는 최대 전단 응력은 구성원의 작은 작은 장소에 집중됩니다.
.Maximum Shear Stress Formula
The maximum shear stress formula will determine the maximum shear stress. Thus, to evaluate the shear stress, the first step is obtaining the maximum shear stress formula.
This equation will lead to the expression for the maximum shear stress. The following figures will be required for the computation of a rectangular cross-section of a beam:
h =Height of the cross-section
b =Width or breadth of the cross-section
V =Shear force in the cross-section
Q =A x Y =First moment of area
A =Section’s area above the desired plane
y =Distance between the area’s centroid and neutral axis
I =Total section’s moment of inertia related to the centroid
I (rectangular section) =h x b
Types of Shear Stress
There are various types of shear stress. Each type of shear stress explains the force exerted on a material or object in multiple directions. Following are some of the types of shear stress discussed below:
Transverse Shear Stress
An object is subjected to transverse shear when perpendicular stress is applied to the object’s longitudinal axial’s direction. Think about a long pole that is connected at one end only. 지지대가없는 극 끝에 힘이 가해지면, 가로 전단 응력은 극의 길이에 수직으로 부과되어 부착되지 않은 곳에서 구부릴 수 있습니다. Because a force is exerted in a single direction, transverse shear stress differs from torsional shear stress.
Torsional Shear Stress
Torsional shear stress results from torsion, which occurs when equal forces are exerted on an object in opposing directions. Think of someone rolling a pencil between their palms. 하나의 손바닥이 몸에서 연필에서 벗어나고 다른 손바닥이 몸을 향해 그 연필을 끌어 내기 위해 힘을 발휘해야합니다. The pencil will spin due to these forces since torque is being imparted to it. If an item is linked at one end, it will twist rather than roll.
빔 전단 응력
빔 전단 응력 빔이 일관되게 적용되지 않는 힘을 가질 때. 이 전단 응력은 다른 물체가 아닌 빔으로 전달되기 때문에 다른 전단 응력과는 다릅니다. 계산은 다음과 같습니다.
τ avg =v / a
여기서 :
τ =횡단면에서 평균 AVG 전단 응력
a =단면적
v =단면에서의 전단 응력
벽 전단 응력
벽에 유체가 가해지는 압력은 벽 전단 응력으로 알려져 있습니다. 벽 전단 응력은 정맥과 동맥의 혈액 순환뿐만 아니라 파이프 라인의 유체 흐름을 설명하는 데 사용될 수있는 개념입니다. 벽 전단 응력은 직접 또는 간접 방법을 사용하여 측정 할 수 있습니다. 직접적인 기술에는 필름 기반 접근법과 플로팅 요소 센서가 포함되어 벽 전단 응력을 직접 감지합니다. 직접 측정과는 반대로, 간접 절차는 전단 응력을 유추하기 위해 다른 양과 함께 전단 응력을 연관시킵니다.
유체의 전단 응력
전단 응력은 유체에서도 볼 수 있습니다. 유체가 고체의 경계 내에서 유체가 움직일 때 전단 응력과 유체와 경계 사이의 접촉 지점을 볼 수 있습니다.
유체는 다양한 속도로 움직이는 많은 수준으로 구성됩니다. 층의 속도는 경계와의 거리에 관계없이 동일합니다. 전단 응력은 주로 지층 사이 의이 가변 속도에 대해 비난합니다.
다음으로 스트레스와 변형은 유체에 다양한 관계가 있습니다. 다시 말해, 우리는 전단 응력이 변형률에 의존하고 여기서 점도에 비례 적으로 일정하다는 것을 이해합니다
현실 세계의 전단 스트레스
순간부터 잠들 때까지 일어나서 침대에서 일어나. 거의 모든 일상 활동에는 어느 정도의 전단 응력이 포함됩니다. 다음은 비슷한 실제 사건의 몇 가지 예입니다.
- 도마 및 절단 활동 (야채, 과일, 종이, 나무, 옷 등)
- 브러싱, 색칠, 크림, 로션, 비누 등을 바르고
- 음식을 씹거나 치아에서 작은 조각으로 분해합니다.
- 앞으로 나아가면서 달리거나 걷는 동안 발은 땅을 뒤로 밀립니다.
- 움직이는 차량이 시작되거나 정지 될 때 전단 응력이 발생합니다.
- 강바닥은 물이 흐를 때 전단에 의해 스트레스를 받고 침식을 유발합니다.
결론
전단은 "잘라내는 것"을 의미합니다. 힘이 단단한 물체의 표면적 (표면과 평행 한 방향)을 통해 작용하면 힘은 물체의 한 부분을 다른 부분과 분리합니다.
.결과적으로, 물체를 변형시켜 변형을 유발합니다 (전단 변형- 원래 위치에서 물체의 각도 변형). 또한 물체의 강성으로 인해 변형에 저항력이 있으며 뉴턴의 3 번째 운동 법칙은 물체 표면을 따라 복원력의 출현을 예측합니다.
물체의 복원력은 적용된 힘의 전단 효과에 대해 작동 할 것입니다. 따라서, 전단 응력은 전단 변형의 결과에 필수적이다.
자주 묻는 질문
1. 전단 응력 정의.
ans. 전단 응력은 재료의 단면과 평행하게 작용하는 응력 유형입니다. 전단력 때문에 발생합니다. 신체의 양면에 평등하지만 반대되는 압력을 가하는 힘의 조합입니다.
2. 삽화로 스트레스를 깎는 과정을 설명하십시오.
ans. 전단 응력의 특정 그림은 다음과 같습니다.
- 치아 사이에 음식을 씹을 때 전단 응력이 경험됩니다.
- 과속 차량이 시작되거나 정지되면 좌석의 표면은 전단 응력을 경험합니다.
- 마찬가지로, 걷거나 달릴 때 발이 땅을 뒤로 밀립니다.
3. 인장 응력을 전단 응력과 구별하는 것은 무엇입니까?
ans. 전단 및 인장 응력은 힘이 물체와 다르게 부여되는 두 가지 유형의 응력입니다. 높은 변형력이 각도로 표면에 가면 인장 응력을 유발합니다. 반면, 전단 응력은 변형력이 표면에 평행하게 가해지는 결과입니다.
