고체역학 기초 개념 및 필요성

고체역학 개념 (1) - 고체역학 기초 개념 및 과목의 필요성

 

 

 

 

 

 

0. 들어가며

 

기계공학에서 흔히 말하는 4대역학 중 저에게 있어 가장 인상깊었던 과목을 하나만 꼽아보라고 하면 고체역학을 말할 것 같습니다. 고체역학은 정역학과 비슷하면서도 다른듯한 묘한 차이가 매력적이었지만 암기해야 할 공식이 많은 과목이었어요. 특히 후반부의 보와 관련된 부분에서는 많은 계산을 요구하기에 문제가 더럽다고 느낀 기억도 있습니다. 고체역학은 재료역학이라는 이름으로 불리기도 하는데요. 해당 과목을 학습하는 이유는 기계 장치 혹은 구조물을 설계할 때 정지 상태에서 주어진 하중을 버티고 변형을 예측하기 위함입니다. 과목을 학습해보신 분들은 아시겠지만, 고체역학에서 주로 다루는 개념 2가지가 바로 "응력"과 "변형"이라는 것이 이를 증명하는 것이기도 하죠. 

 

고체역학은 정역학과 많은 부분을 공유하는 과목입니다. 그러기에 기초적인 정역학 지식을 요구하는 학문이에요. 과목을 시작하기 앞서 다시 돌이켜 보아야 할 주요 개념으로 딱 하나만 말하면 물체의 자유물체도를 그리는 것이 되지 않을까 싶어요. 고체역학에서 외부의 힘에 의한 응력 혹은 변형량을 계산할 때 가장 중요한 것은 물체에 어떤 힘이 작용하고, 고정부에서는 어떤 힘이 작용하는지를 파악하는 것이기 때문이죠. 물체의 변형과 응력은 결과적으로 외부에서 가해지는 힘에 영향을 받는만큼 외부에서 가해지는 힘을 정확히 파악할 수 있는 역량이 요구됩니다.

 

고체역학을 혹시 수강하시는 분들께 드리고 싶은 작은 조언은 공식을 암기하기보다는 이해하는 과정을 거치면 좋을 것 같아요. 저는 예전에 이런 부분이 많이 부족했기 때문에 공식을 암기하는 전략을 주로 선택했었는데, 많은 공식이 존재하다보니 이를 적용하는 과정에서 기억의 부조화로 인한 어려움을 겪은 경험이 있어요. 고체역학의 공식이 많은 기호로 이루어져 있지만, 엄청 이해하기 어려운 부분이 아니기 때문에 실제 학습 과정과 그 이후의 기사시험 준비와 같은 과정에서도 이해를 위주로 학습하기를 조언 드립니다!

 

또 다른 개념은 살짝 애매할 수도 있지만, 연습문제에 대한 양치기를 하는 것 역시 개념을 이해하는데 큰 도움이 된 것 같아요. 저는 2학년 1학기를 마치고 군대에 입대했기 때문에 복학 시기 즈음에는 이전에 배운 역학에 대한 개념이 사라진 상태였어요. 복학이 한 달도 안남은 시점에서 전역했기 때문에 공식을 하나하나 이해하려면 시간이 부족했고, 이를 보충하기 위해 실제 연습문제를 많이 풀어보며 이를 적용하는 방식을 이해했습니다. 요즘도 네이버에 카페가 존재하는지 모르겠지만, 저같은 경우 모 카페의 솔루션 모음집을 받아 교재 뒤의 연습문제를 정말 많이 풀며 다시 기억을 복구시켰어요

 

다음 포스팅부터는 이제 본격적으로 고체역학의 기초 개념인 응력파트를 시작해보려고 합니다. 학부 교수님만큼 모든 부분을 세세하게 알고 증명할 수는 없겠지만, 개인적으로 할 수 있는만큼은 최대한 노력을 다해보려고 해요. 그러면 여기서 글을 마치고 다음 포스팅에서 고체역학 개념을 소개하겠습니다. 감사합니다!