응력 계산기
힘과 단면적으로 기계적 응력을 계산합니다.
기계적 응력 계산
힘은 뉴턴, 하중을 받는 면적은 제곱미터로 입력하세요.
기계적 응력 이해하기
기계적 응력은 재료 내부에 힘이 얼마나 강하게 분포하는지를 나타냅니다. 공학에서 수직응력은 힘을 그 힘을 지지하는 단면적으로 나눈 값으로 정의합니다: σ = F / A. 힘의 단위는 뉴턴, 면적은 제곱미터이며 결과의 SI 단위는 파스칼입니다. 일 파스칼은 제곱미터당 일 뉴턴과 같습니다. 실제 공학 응력은 큰 경우가 많아 메가파스칼로도 자주 표시합니다. 일 메가파스칼은 백만 파스칼입니다.
면적은 실제로 하중에 저항하는 단면을 나타내야 합니다. 축방향 인장이나 압축을 받는 곧은 봉에서는 하중 방향에 수직인 면적을 사용하세요. 같은 힘이라면 면적이 작을수록 응력이 커지므로 좁은 단면과 구멍 주변이 중요한 부위가 될 수 있습니다. 이 계산기는 공칭 평균 응력을 표시합니다. 국부 응력 집중, 굽힘, 잔류응력, 피로, 온도 영향이나 불균일한 하중 분포는 자동으로 반영하지 않습니다.
부재를 잡아당기는 하중에는 인장응력, 밀어 압축하는 하중에는 압축응력, 단면에 평행하게 작용하는 힘에는 전단응력이 발생합니다. 힘을 면적으로 나누는 관계는 평균 수직응력에 직접 적용할 수 있으며, 적절한 전단력과 전단면적을 사용하면 평균 전단응력에도 적용할 수 있습니다. 분야마다 부호 규약이 달라 이 도구는 힘의 크기를 사용하고 음이 아닌 응력 크기를 반환합니다.
결과는 완전한 안전 평가가 아닌 초기 공학 검토에 사용하세요. 프로젝트에 필요한 안전계수, 하중 조합, 설계 기준 및 환경 보정값을 적용해 계산 응력을 적절한 허용응력이나 재료 강도와 비교해야 합니다. 입력 전에 힘과 면적의 단위가 호환되는지 확인하세요. 면적이 제곱밀리미터로 주어졌다면 0.000001을 곱해 제곱미터로 변환합니다. 의미 있는 결과를 얻으려면 정확한 단위 환산과 올바른 하중 전달 경로 파악이 필수입니다.
응력 계산 예시
SI 단위로 σ = F / A를 적용한 예시입니다.
| 힘과 면적 | 응력 | 상황 |
|---|---|---|
| 1,000 N; 0.01 m² | 100,000 Pa (0.1 MPa) | 작은 축방향 하중 |
| 50,000 N; 0.002 m² | 25,000,000 Pa (25 MPa) | 하중을 받는 금속 단면 |
| 12,000 N; 0.0004 m² | 30,000,000 Pa (30 MPa) | 작은 단면 |
응력 계산 방법
- 작용하는 힘을 뉴턴으로 입력합니다.
- 하중을 지지하는 단면적을 제곱미터로 입력합니다.
- 응력 계산을 선택해 힘을 면적으로 나눕니다.
- 파스칼과 메가파스칼로 표시된 결과를 확인합니다.
응력 계산 자주 묻는 질문
응력 계산기는 어떤 공식을 사용하나요?
σ = F / A를 사용하며 F는 힘, A는 하중을 받는 단면적입니다. 결과는 파스칼 단위의 평균 수직응력입니다.
응력을 MPa로도 표시하는 이유는 무엇인가요?
공학 응력은 파스칼로 표시하면 수치가 커서 읽기 어렵습니다. 일 MPa는 1,000,000 Pa이므로 환산값이 재료 데이터와 비교하기 쉽습니다.
면적을 제곱밀리미터로 입력할 수 있나요?
입력 단위는 제곱미터이므로 계산 전에 변환하세요. mm² 값에 0.000001을 곱하면 m²가 됩니다.
인장응력과 압축응력을 모두 계산하나요?
네. 축방향 인장과 압축에는 같은 평균 수직응력 크기 공식이 적용됩니다. 이 계산기는 크기만 표시하며 인장이나 압축을 구분하는 부호를 붙이지 않습니다.
공칭응력이 최대응력인가요?
반드시 그렇지는 않습니다. 구멍, 노치, 하중 편심 등의 세부 형상은 국부 응력을 높일 수 있습니다. 최대응력이 중요하면 응력 집중 해석이나 더 상세한 모델을 사용하세요.