4. 모멘트 2탄

3.1.3. Moment Equilibrium

 

아래 보이는 시소 균형이 그 받침점에서 평형을 이루기 위해서는 반 시계 방향과 시계 방향 모멘트가 상쇄(같아야)되어야 한다. 

 

이 기본 원리는 섹션 3.3에서 자세히 설명된 바와 같이 핀 조인트된 프레임 워크에서 힘을 해결하는데 필요하며 섹션 3.4에서 빔 대해 더 자세히 분석해야한다.

 

3.2 RESOLVING FORCES

 

3.2.1 Horizontal and Vertical Components

 

힘을 수직 및 수평 구성 요소로 변환하거나 해결하는 것은 수많은 구조 및 엔지니어링 응용 프로그램의 기본 원리이다. 모든 방향의 힘은 아래 그림과 같이 수직 및 수평 구성 요소로 나눌 수 있다.

 

3.2.2 Basic System

힘 F3은 힘 F1과 F2에 의해 지지되는 100N의 무게를 나타낸다. 𝐹1과 수직 사이의 각도는 α (알파)로 표시되고 𝐹2와 수직 사이의 각도는 θ (세타)로 표시됩니다.

 

힘이 평형 상태에있게하려면 수직력과 수평력의 합이 0 이어야 한다. 즉, 𝐹1과 𝐹2의 수직 구성 요소 합은 𝐹3이어야하며 𝐹1과 𝐹2의 수평 구성 요소 합은 0이어야한다.

3.3 PIN-JOINTED FRAMEWORK

 

3.3.1 Ties and Struts

마찰없는 핀 조인트에서 결합되는 바의 조립체를 프레임 워크라고합니다. 조인트는 자유롭게 회전 할 수 있으며 이러한 조인트에서는 모멘트가 전달되지 않습니다. 이것은 모든 막대가 긴장 상태이거나 압축 상태에 있음을 의미합니다.

 

아래 그림과 같이 각 끝에 핀 조인트가있는 멤버 (바)를 생각해보십시오. 핀 조인트는 회전을 전달할 수 없으므로 각 부재는 길이 방향으로 조인트를 밀거나 당길 수 있습니다. 또한 각 멤버의 반대쪽 끝에있는 힘은 밀어 붙이거나 당겨서 같은 방향으로 반대 방향으로 작용합니다.

• 긴장 관계에있는 member는 'tie'라고 불리며 각 끝에 안쪽을 가리키는 화살표로 표시됩니다.
• 압축 된 멤버는 스트럿 (strut)이라고 부르며 각 끝의 바깥 쪽을 가리키는 화

살표로 표시됩니다.

 

즉, 타이를 자르면 내부 타이 힘이 두 개의 조인트를 서로 당기려는 당김 힘으로 나타납니다. 반대로, 스트러트가 절단 될 때, 내부 구조 힘은 2 개의 조인트를 강제로 밀어 내려는 추진력 인 것처럼 보일 것입니다. 프레임 워크를 해결할 때 화살표를 사용하여 내부 힘을 표현하고 따라서 멤버를 타이 또는 스트럿으로 정의하는 것이 좋습니다.

 

프레임 워크에서 작용하는 힘을 찾는 데 일반적으로 사용되는 두 가지 방법이 있습니다:

• Joint resolution의 방법
• Sections의 방법

 

두 가지 방법 모두 노트에 나와 있습니다. 교과의이 부분에서 우리는 주로 the method of joint resolution에 초점을 맞출 것이다.

 

3.3.2 Method of Joint Resolution

다음 프레임 워크를 고려하면:

 

조인트 분해 방법에서는 각 조인트가 차례로 분리되고 힘은 수평 및 수직으로 모두 분해되어 내부 힘이 발견됩니다. 그것은 이해하기 쉬운 방법이지만, 때때로 소수의 구조 부재 만 분석해야하는 경우에는 상당한 시간이 소요될 수 있습니다.

 

Joint A를 분리하면 힘을 'A'에서 수직 및 수평으로 분해 할 수 있습니다.

 

 

3.3.3 Method of Sections

 

섹션의 방법으로 알려진 두 번째 방법은 여러 가지 전략적 포인트에서 프레임 워크를 절단 한 다음 절삭 프로세스에 의해 생성 된 자유형 다이어그램에 평형의 3 가지 방정식을 적용하는 것입니다. 이 방법은 조금 더 생각할 필요가 있지만, 소수의 구조 부재 만 관심이 있다면 더 빠를 수 있습니다.