강도와 강성에 대한 비교(어떤 학습자의 질의사항 정리)

[아키돈]

강도란, 물체의 강하고 약한 정도를 말하며, 어떤 재료에 하중, 즉 힘을 가할 경우 그 재료가 파괴되기까지의 변형저항을 그 재료의 강도라고 표현, 예를 들어 200키로그램/단위면적, 즉 단위면적당 200키로그램 정도를 가할 경우 파괴된다는 것인데, 문제는 이 정도의 힘을 그대로 설계에 적용하지는 않지요? 그 이유는 안전성 때문입니다.  강도의 종류는 어떻게 힘을 가하는지에 따라 인장을 가하면 인장강도, 압축을 가하면 압축강도라 하여, 재료는 어떻게 힘을 가하는지에 따라 강도가 동일하지는 않다고 보아야 합니다. 예를 들어 목재의 경우 압축보다는 인장력에 대해 저항능력이 크다고 볼 수 있고, 콘크리트의 경우라면 압축은 큰 힘에 견디나 휨인장에는 보다 작은 힘에도 파괴가 되므로 인장력이 약하다고 합니다. 그래서 강도는 한자로 强度, 영어로 표기시 strength라고 하여 파괴시까지의 하중을 중요하게 파악합니다.

반면 강성, 이 강성은 외부에서 하중을 가할 경우 그 재료가 변형에 저항되는 정도를 정량적으로 수치화 한 것이라 보면 됩니다. 외력에 대한 단위 변화량으로 나타냅니다. 탄성계수를 보면, 탄성계수란 (하중/단위면적)을 (길이/변형길이)로 나누어 줍니다. 예를 들어 동일한 재료라도 강성이 달라질수도 있는데, 보의 경우, 단위 폭과 높이의 비율에 따라 동일한 단면적, 동일재료라도 휨에 대한 강성이 달라집니다. 아마도, 지우개를 눞혀놓고 휠 때와 세워놓고 휠 때를 비교하면, 세워놓고 휠때 보다 큰 휨 강성이 생긴다는 것, 한편, 동일한 크기의 단면을 형성하고 재료를 바꿀 때를 생각한다면, 휨 처짐이란 것을 생각해 보면, 휨 처짐은 그 공식이  하중*거리의 몇승(외력의 종류에 따라 다르지요?)을 다시 EI로 나눕니다. 여기서 I값(단면2차모멘트)는 동일하나 재료의 E(탄성계수)가 달라지므로 탄성계수가 크면 많이 휘어지지 않습니다. 즉, 작게 휘어지면 휨 강성이 크고, 크게 휘어지면 휨 강성이 작다는 것이지요.따라서 강성이란, 외력에 대한 변형저항능력을 표현한 것이라 봅니다.

[청백리]

드래그가 안되네요 ㅡㅡ;