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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.

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  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

    univ_name

    POSTECHk
  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