원형 축 설계하기 과정1 _ SFD & BMD

 

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아래와 같이 원형 축 가운데, 600N이 힘이 가해질때, 축을 몇 MM 로 설계해야 과연 안전할까?

이런 문제를 해결하기 위해선, 이 축에 가해지는 최대 모멘트가 얼마인지 알아야 한다.

최대 모멘트를 알수 있는 방법 중의 하나가 SFD 와 BMD 를 그려보는 것이다.

 

SFD(SHEAR FORCE DIAGRAM) & BMD(BENDING MOMENT DIAGRAM)

1. 일단 SFD, BMD를 그리기 위해서는 힘의 평형, 모멘트 평형을 가정한다.

 즉, 힘의 합력 = 0, 모멘트의 합력 = 0  인것이다.

2. 각 지점의 반력을 구한다.

3. SFD는 전단력으로 Y축의 방향의 힘의 분포를 나타내고, BMD 는 굽힘응력의 분포를 나타낸다.

  즉, X 방향에 따라 Y축 방향의 힘을 그래프로 그리면 SFD, X 방향에 따라 굽힘모멘트를 그래프로 그리면 BMD 가 된다.

4. 아래 그림에 나타나는 방정식을 참조하자.

 

출처: https://youtu.be/EZPa7LgDkkg

SFD : F(X) = P

BMD :  M(X) = PX - PL  

SFD : F(X) = -WX + WL

BMD :  M(X) = -(1/2)WX^2 + WLX - (1/2)WL^2