Re:아주 기본적인건데... 강도와 강성의 정확한 차이가 뭐져?

강도와 강성은 완전히 별개의 개념입니다. 강성이란 정의로서는 단위 변형을 일으키는 데 들어가는 힘입니다. 이 때, 단위 변형이 압축변형이면 압축력의 크기를 나타내고, 휨변형이 면 모멘트를 말하며, 전단변형인 경우 전단력을 나타냅니다. 정의만 보면 어려우니 쉬운말로 하겠습니다. 강성의 영어표현은 stiffness입니다. 그런데, 이 stiff란 어근은 딱딱한이라는 뜻인데, 재 료역학에서의 강성에서도 똑 같이 딱딱함을 의미합니다. 많이 딱딱하면 강성이 크다라고 말하고 말랑말랑하다면 강성이 작다고 말합니다. 정의의 표현으로 설명해봅시다. 딱딱함, 즉 강성이 크면 어떻게 될까 요. 단위변형 즉 1cm의 변형을 만들기 위해 어느 물체에 힘을 줄 때, 딱 딱할 수록 힘을 더 많이 주어야 겠죠? 즉 강성이 큰 물체는 강성값(단위 변형을 일으키기 위해 주어야 하 는 힘)이 더 커지게 됩니다. 따라서 우리는 어떤 부재를 구부리거나 압축 시킬 때, 큰 힘이 필요하다 면, 즉 우리는 꽤 큰 힘을 주었다고 생각했는데 전혀 구부러지거나 압축 될 기미가 없다면 "강성이 꽤 크구나"라고 말합니다. 강도란 재료를 파괴하기 위해 들어가는 힘입니다. (대부분 잘 아는 개념이니 넘어갑시다) 그럼 두 가지 개념을 비교해 봅시다. 분필과 지우개로 예를 듭니다. 둘다 휨변형을 일으키기 위해 구부려 봅 시다. 분필을 구부려 보면 어느 정도 힘이 들어갈 때까지 구부러짐이 전 혀 없습니다.(부러지기 전까지) 즉, 강성이 나중에 비교할 지우개보다 매우 큽니다. 물론 매우 작은 힘을 준것이긴 해도 힘이 있으면 당연히 변형이 있어야 하는데(역학 의 기본 원칙) 변형이 전혀 없습니다. 즉 강성의 정의 "힘/변위"에서 변 위가 0입니다. 강성은 거의 무한대입니다. 아주 딱딱하다는 뜻이죠. 그 런데, 조금만 힘을 더 주면 똑 부러집니다. 나중에 비교할 지우개에 비 하면 매우 작은 힘을 주었는데도 부러집니다. 즉 지우개와 비교해 볼 때, 파괴를 일으키는 힘이 작으므로 지우개보다 강도가 작습니다. 반면, 지우개는 분필이 부러지는 데 들어가는 힘보다도 작게 힘을 주었 는데도 구부러집니다. 즉 강성이 분필에 비해 작습니다. 그러나, 부러뜨릴려면 분필에 가했을 때보다 훨씬 큰 힘을 주어야 합니 다. 지우개는 분필보다 강도가 큽니다. 정리해보면 강도 : 지우개 > 분필 강성 : 지우개 < 분필 즉 딱딱해도 작은 힘으로 잘 부셔질 수 있고, 말랑말랑해도 잘 안부셔 질 수 있습니다. 참고로 말하면, x축을 힘, y축을 변위로 하여 재료의 힘-변위 곡선을 그릴 때, 파괴가 이를 때의 힘이 강도가 되고, 곡선의 기울기는 강성이 됩니다.