3. 재료의 선택 및 기계적 성질[2]

2. 하중의 종류

기계나 구조물의 각 부분에는 외부로부터 힘을 받는다. 이것을 하중(load)이라고 하며, 하중에 의하여 재료 내부에 발생하는 내력을 응력(stress)이라고 한다. 같은 재료라도 그 강도는 하중의 작용 방법에 따라서 현저하게 변화하게 되므로 강도 계산을 이해하기 전에 먼저 하중의 종류를 알아두어야 한다. 하중은 그 작용 방법에 의하여 다음과 같이 분류된다.

1) 작용에 의한 하중의 분류

① 인장하중, 압축하중, ② 전단하중, ③ 굽힘 하중, ④ 비틀림 하중

2) 분포상태에 의한 하중의 분류

① 집중하중(concentrated load), ② 분포하중(distributed load)

3) 시간적 견지에 의한 하중의 분류(작용 속도에 의한 분류)

 ① 정하중(static load) : 정하중에 대한 강도는 인장강도, 항복점, 탄성한도가 문제가 되지만, 고온에서는 정하중에 대한 크리프변형이 중요한 문제로 되어 재료의 크리프한도를 고려한다.

② 동하중(dynamic load)

ⓐ 변동하중 : 불규칙한 작용을 하는 하중ㅇ로서 진폭, 주기가 모두 변화하는 것.

ⓑ 반복하중 : 계속하여 반복 작용하는 하중으로서 진폭은 일정, 주기는 규칙적인 것(편진하중)

ⓒ 교번하중(alternate load) : 하중의 크기와 그  방향이 충격없이 주기적으로변화하는 것(양진하중)

ⓓ 충격하중(impulsive load) : 비교적 단시간에 충격적으로 작용하는 하중이다.

ⓔ 이동하중 : 물체 위를 이동하며 작용하는 하중이다.

기계, 구조물에 작용하는 하중은 일반적으로 변동하는 하중이고, 이 경우 피로강도가 문제가 된다.

큰 가속으로 작용하는 하중이 충격하중이고, 충격적으로 반복작용하는 것을 반복충격하중이라한다. 또 높은 스트레인 속도에서는 취성적파괴를 일으킬 수 있으므로 주의를 요한다.