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통합재료역학 동영상

통합재료역학




강좌 소개

수업내용/목표

평형상태의 힘이 고체(변형이 가능한 재료)에 가해졌을 때, 그 재료의 변형에 대해 연구하는 학문인 고체역학의 3가지 개념을 이해하고 설명할 수 있다.
① 힘 : 물체 외부에 가해지는 외력과 물체 내부에 존재하는 내력으로 분류한다. 일반적으로 힘은 직진력(force)과 회전력(moment)을 포함한다. 고체역학에서는 물체에 가해지는 힘이 평형상태에 있기 위한 조건을 유도한다.
② 고체(재료) : 재료의 물성치에 대한 정의를 유도한다. 물성치는 내력과 변형률의 관계식으로 나타낼 수 있다.
③ 변형 : 물체 내부에 존재하는 내력에 의하여 물체가 변형하며 그 변형은 변형조건을 만족시켜야 한다. 고체역학에서는 변형(률)에 대한 정의를 유도한다.

예시 영상(1주차 1차시)

강좌 운영 계획

주차별 학습 내용

주차

주제

차시

차시명(소주제)

학습요소

담당교수

1

Basics of

mechanics

1-1

Overall Structure of Mechanics 1

강의영상, 퀴즈

박성진

1-2

Overall Structure of Mechanics 2

강의영상, 퀴즈

1-3

Notation for Physical Quantities

강의영상, 퀴즈

1-4

Thermodynamics 1

강의영상, 퀴즈

1-5

Thermodynamics 2

강의영상, 퀴즈, 에세이

2

Statics1

2-1

Introduction

강의영상, 퀴즈

박성진

2-2

Statics of Particles

강의영상, 퀴즈

2-3

Statics of Rigid Bodies 1

강의영상, 퀴즈

2-4

Statics of Rigid Bodies 2

강의영상, 퀴즈

3

Statics2

3-1

Centroids and Moments of Inertia for Distribution Forces 1

강의영상, 퀴즈

박성진

3-2

Centroids and Moments of Inertia for Distribution Forces 2

강의영상, 퀴즈

3-3

Analysis of Structures 1

강의영상, 퀴즈

3-4

Analysis of Structures 2

강의영상, 퀴즈

4

Statics3

4-1

Friction 1

강의영상, 퀴즈

박성진

4-2

Friction 2

강의영상, 퀴즈

4-3

Energy Method 1

강의영상, 퀴즈

4-4

Energy Method 2

강의영상, 퀴즈

5

Structures and Mechanics

5-1

Short Introduction to Mechanics

강의영상, 퀴즈

강건욱

5-2

Force and Moment

강의영상, 퀴즈

5-3

Force-Couple System

강의영상, 퀴즈

6

Equilibrium, Stress and Strain

6-1

Equilibrium, Stress and Structures

강의영상, 퀴즈

강건욱

6-2

Stress

강의영상, 퀴즈

6-3

Strain

강의영상, 퀴즈

7

Mechanical Properties and Behaviors

7-1

Mechanical Properties of Materials

강의영상, 퀴즈

강건욱

7-2

Mechanical Behavior of Materials 1

강의영상, 퀴즈

7-3

Mechanical Behavior of Materials 2

강의영상, 퀴즈

8

External Load

8-1

Axial Load

강의영상

강건욱

8-2

Axial Load II

강의영상, 퀴즈

8-3

Torsion

강의영상, 퀴즈

8-4

Torsion II

강의영상, 퀴즈

중간고사

9

Solid

Mechanics 4

9-1

Bending

강의영상, 퀴즈

강건욱

10

Solid

Mechanics 5

10-1

Pressure Vessel

강의영상, 퀴즈

강건욱

10-2

Compression Stability in Column

강의영상, 퀴즈

11

Machine

Element 1

11-1

Introduction

강의영상, 퀴즈

박성진

11-2

Design of Shaft

강의영상, 퀴즈

11-3

Design of Nonpermanent Joint: Screw

강의영상, 퀴즈

12

Machine

Element 2

12-1

Design of Permanent Joints:

Welding

강의영상, 퀴즈

박성진

12-2

Design of Mechanical Springs

강의영상, 퀴즈

13

Machine

Element 3

13-1

Design of Bearing 1

강의영상, 퀴즈

박성진

13-2

Design of Bearing 2

강의영상, 퀴즈

14

Machine

Element 4

14-1

Design of Gear 1

강의영상, 퀴즈

박성진

Design of Gear 2

강의영상, 퀴즈

15

Machine

Element 5

15-1

Design of Clutches and Brakes

강의영상, 퀴즈

박성진

15-2

Design of Flywheels

강의영상, 퀴즈

15-3

Design of Flexible Mechanical Elements

강의영상, 퀴즈

기말고사

과제


주차별 학습 목표

주차별 학습 목표

주차

학습목표

1

기계공학의 가장 기본적인 12개의 공식과 미지수에 대해서 이해하고, 주어진 문제를 해결할 수 있다. 고체·유체역학이 결국 하나의 기계공학 시스템 내에서 이루어진다는 것을 이해하고, 이러한 개념들을 기반으로 기계공학 전반에 대해 거시적인 관점에서 설명할 수 있다.

2

여러 가지 물체를 절점 하나로 단순화하여, 그 절점에 대한 힘과 모멘트의 작용 그리고 작용한 모멘트를 분석할 수 있다뿐만 아니라 물체를 절점이 아닌 강체 자체로 판단하고 그에 따라 힘을 분석할 수 있다.

3

강체에 집중하중이 가해졌을 때와 분포하중이 가해졌을 때, 이를 구별하는 방법에 대해서 이해하고, 해석할 수 있다. 물체에 하중이 가해졌을 때 이를 효과적으로 분해하고 해석할 수 있다.

4

중요한 외력 중 하나인 마찰의 개념과 종류 그리고 각 마찰을 해석할 수 있다. 단순한 평면에서부터 경사로까지 다양한 마찰의 상황을 직접 확인하고, 알맞은 공식을 적용하여 주어진 문제를 해결할 수 있다.

5

고체역학이라는 학문이 토대를 잡기 위해 어떤 가정과 가설들이 세워졌는지 이해하고, 설명할 수 있다. 여러 가지 재료에 힘이 가해졌을 때 나오는 반응들을 이해하고, 적절한 표기법을 사용해서 표기할 수 있다.

6

고체역학의 가장 대표적인 개념인 응력과 변형률을 이해하고, 둘 사이의 관계를 설명할 수 있다. 1주차에서 배웠던 기계공학 개론이 어떻게 고체역학과 연결되는지 이해하고, 설명할 수 있다.

7

응력과 변형률이 각 재료에 작용했을 때 응력-변형률 그래프가 어떤 모양을 가지는지 이해하고, 여러 가지 응력-변형률 그래프를 그릴 수 있다. 각 응력에 따라 변형률이 어떻게 변하는지 이해하고, 주어진 문제를 해결할 수 있다.

8

다리를 설계하거나 기계부품을 제작할 때 가장 많이 고려되는 힘 중 하나인 bending에 대해서 이해하고, 설명할 수 있다. beam에 집중하중이 가해졌을 때집중하중의 위치가 변화할 때분포하중이 가해질 때각각에 대해서 bending이 어떻게 변하는지 이해하고, 설명할 수 있다다리를 설계할 때 가장 많이 고려되는 bending의 개념과 이에 여러 가지 하중이 가해졌을 때 해석하는 방법을 이해하고, 주어진 문제를 해결할 수 있다. 여러 가지 간단한 beam에 하중이 작용할 때 어떤 설계를 진행해야 하는지 이해하고, 주어진 문제를 해결할 수 있다.

9

간단한 구조를 넘어서 용기(Vessel)형태의 구조물에 압력이 가해졌을 때 힘이 어떻게 작용되는지 이해하고, 설명할 수 있다. 여러 가지 모양의 용기에 어떻게 압력이 가해지는지를 이해하고, 그에 맞게 설계를 진행할 수 있다.

10

기계요소를 설계할 때 주의할 점이 무엇인지 이해하고, 1주차와 5주차에서처럼 기계요소설계라는 학문이 세워지기 위해서 필요한 여러 가지 가정과 가설을 설명할 수 있다여러 가지 부품을 설계할 때 설계의 큰 틀에 대해서 확인할 점을 파악하여, 설계할 수 있다.

11

여러 가지 기계부품을 연결해주는 결합부 중 비영구 결합인 Screw의 개념과 원리그리고 그 안에 사용되는 수식을 이해하고, 주어진 문제를 해결할 수 있다이번 주차를 통해서 Screw가 언제 필요한지와 어떤 Screw를 써야 좋은 설계인지를 이해하고, 설명할 수 있다.

12

베어링의 개념과 베어링이 사용될 때 주의해야 할 힘과 변형에 대해서 이해하고, 설명할 수 있다. 여러 가지 베어링의 종류에 대해서 이해하여, 실제 베어링을 설계할 때 주의할 점들에 대해서 설명할 수 있다.

13

주요 기계부품 중 하나인 기어에 대해서 이해하고, 기어의 가장 기본적인 형태와 주로 사용되는 기어에 대해 설명할 수 있다. 기어를 설계할 때 고려해야 하는 기어의 크기에 대해서 설명할 수 있다. 그리고 기어를 분석하기 위해서 사용되는 공식을 이해하고, 주어진 문제를 해결할 수 있다. 기어가 생기게 된 배경과 여러 가지 종류의 기어가 어느 곳에 사용되는지 이해하고, 설계할 때 주의해야 할 부분을 설명할 수 있다. 각 기계장치에 사용되는 기어와 선정 방법에 대해서 이해하고, 특성에 따라 적절한 활용법을 설명할 수 있다.

14

자동차컨베이어벨트 등에서 주로 사용되는 클러치브레이크플라이휠의 다양한 종류에 대해서 이해하고, 기계부품을 직접 결합할 수 있다실제 부품을 설계할 때, 위의 부품을 어떻게 선정해야 하는지 이해하고, 설계에 활용할 수 있다.

15

자동차컨베이어벨트 등에서 주로 사용되는 클러치브레이크플라이휠의 다양한 종류에 대해서 알아보고 기계부품을 직접 결합할 수 있다. 실제 부품을 설계할 때 위의 부품을 어떻게 선정해야 하는지 설명할 수 있다.

강좌운영팀 소개

교수자

박성진 교수 사진
박성진 교수

□ 인적사항

○ 성 명 : 박성진
○ 소 속 : 포항공과대학교 기계공학과
○ E-mail : sjpark87@postech.ac.kr

□ 학력

○ 1987~1991 포항공과대학교 기계공학과 학사
○ 1991~1993 포항공과대학교 기계공학과 석사
○ 1993~1996 포항공과대학교 기계공학과 박사

□ 경력

○ 1996~2000 - LG전자 생산기술원 선임연구원
○ 2001~2009 - (주)쎄타텍 CTO
○ 2001~2005 - 미국 펜실베니아주립대학교 연구원
○ 2005~2009 - 미국 미시시피주립대학교 연구교수
○ 2009~현재 - 포항공과대학교 기계공학과 교수

□ 주요업적 및 수상경력

○ 논문 165, 학회발표 376, 저서 13, 특허 7
○ 젊은 남고석좌교수 (2011~2014)
○ 국제분말야금학회 최고논문상 (2007-2008)

□ 연구분야

○ 분말공정, 컴퓨터모사, 인공지능
○ 산학협력, 창업생태계 (산학처장, 포스텍기술지주회사 대표이사)
강건욱 교수 사진
강건욱 교수

□ 인적사항

○ 성 명 : 강건욱
○ 소 속 : 연세대학교 기계공학과
○ E-mail : kwkang75@yonsei.ac.kr

□ 학력

○ 1994~2001 포항공과대학교 기계공학과 학사
○ 2002~2004 스탠포드대학교(Stanford University) 기계공학과 석사
○ 2004~2011 스탠포드대학교(Stanford University) 기계공학과 박사

□ 경력

○ 2011~2013 - 미 로스 알라모스 국립연구소 (Los Alamos National Lab.)
박사후 연구원
○ 2013~현재 - 연세대학교 기계공학과 교수

□ 주요업적 및 수상경력

○ 논문 30여 편
○ 한국전산구조공학회 미래기술상 (2017)
○ Asia-Pacific Association for Computational Mechanics Young
Investigators Award (2016)
○ 대한기계학회 CAE 및 응용역학 부문 젊은 연구자상 (2015)
○ 연세대학교 우수강의 교수상 (2014)

□ 연구분야

○ 분자동역학, 소성거동, 전산재료
○ 극한환경 재료거동

강좌지원팀

송기웅 조교 사진
송기웅 조교

□ 인적사항

○ 성 명 : 송기웅
○ 소 속 : 포항공과대학교 기계공학과
○ E-mail : gwsong93@postech.ac.kr

강좌 수강 정보

이수/평가 정보

이수/평가 정보
과제명 퀴즈 과제 에세이 중간고사 기말고사
반영비율 5% 30% 5% 30% 30%

※ 총 60% 이상 점수 획득 시, 이수증을 발급받을 수 있습니다.

강좌 수준 및 선수요건

학부생

교재 및 참고문헌

- Vector mechanics for engineers statics 11th edition beer
- Mechanics of Materials, 7th Edition
- Shigley's Mechanical Engineering Design 10th edition74

자주 묻는 질문

고체역학이란 무엇인가요?

고체역학은 유체역학과 달리 고체에 작용하는 응력과 그에 따른 변형에 관여하는 물리적 현상을 연구하는 학문입니다.

고체역학수업을 들으면 어떤 일을 할 수 있나요?

고체역학은 기계공학에서 가장 중요한 분석대상 중 하나인 힘과 재료에 대해서 분석하기 때문에 변형되는 재료를 분석할 수 있게 됩니다.

관련 강좌

  1. major

    Engineering
    (Mechanical & Metallurgical Engineering)
  2. 강좌 내용의 어려운 수준을 의미합니다. 교양, 전공기초, 전공심화 순으로 난이도가 증가합니다.

    Course difficulty

    intermediate
  3. 강좌를 개발하고 운영하는 기관입니다. 컨소시엄으로 운영 시, 대표기관의 명칭이 나타납니다

    Institution

    POHANG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
  4. 강좌의 구성 주차 수를 의미합니다. (강좌를 충실히 학습하기 위해 필요한 주당 학습시간을 의미합니다.)

    Course Week
    (Estimated Effort)

    15week
    (주당 03시간 00분)
  5. 본 강좌 이수자에게 인정되는 학습시간으로 해당 강좌의 동영상, 과제, 시험, 퀴즈, 토론 등의 시간을 포함합니다. (강의 내용과 관련된 동영상 재생 시간의 총 합계입니다.)

    Accredited learning time
    (Video Duration)

    45시간 00분
    (11시간 20분)
  6. 수강신청이 가능한 기간으로 해당 기간 내에만 수강신청이 가능합니다.

    Course Registration Period

    2018.12.12 ~ 2019.01.28
  7. 강좌가 운영되고 교수지원이 이루어지는 기간입니다. 이수증은 강좌운영기간이 종료된 이후에 발급받을 수 있습니다.

    Classes Period

    2018.12.17 ~ 2019.02.04