Bending, Torsion, Twisting   굽힘, 휘어짐, 비틀림

1. 비틀림 (Torsion, Twisting)

  ㅇ 축을 비틀리게 하는 일종의 회전력(모멘트,토크) 작용
     - 축의 길이 방향을 따라 회전 변형이 나타남 

  ㅇ 비틀림 모멘트 (Torsonal Moment, Twisting Moment) : [N m]
     - 축을 따라 작용함에 의해 물체가 비틀림 상태에 들어가게 됨
     - 물체가 비틀리면 내부에서 전단 응력이 발생함
     - 이때, 전단 응력은 단면의 중심 축을 기준으로 축 방향으로 회전하며 분포

  ㅇ 단위 : [N·m]

  ㅇ 例) 자동차 구동축이나 선박의 추진축 등에서 자주 관찰됨
     - 원형 축에 토크가 작용할 때 발생하는 비틀림


2. 굽힘, 휨(휘어짐), 구부림 (Bending)

  ㅇ 물체의 어느 한 점에 대해 물체를 구부리는 작용
     - 물체의 곡률을 변화시킴

  ㅇ 굽휨 모멘트 (Bending Moment) : [N m]
     - 굽휨 모멘트의 발생
        . 물체 단면에서, 법선 방향의 합력은 0 이고, 
        . 한쪽은 인장 응력(Tensile Stress)과 다른 쪽은 압축 응력(Compressive Stress)을 받게 되며, 
        . 이들이 병존 함에 따른 응력 분포는, 필연적으로 굽힘 모멘트를 발생시킴

     - 만일, 물체 가운데가 휠(굽어질) 때,
        . 양쪽 반대 방향의 모멘트 2개가, 한 쌍으로 평형 상태를 이루며 작용하게 됨
           .. 즉, 회전시키고자 하는 힘이, 좌우 2개 한 쌍으로, 이들이 평형이 맞아 휘어지게 함
        . 사실상, 물체 내부에는, 굽힘 모멘트와 전단력이 동시에 작용함

  ㅇ 단위 : [N·m]

  ㅇ 例) 교량, 건축 구조물 등에서 자주 나타남.
     - 빔의 중앙에 하중이 가해졌을 때 발생하는 휨


3. 비틀림, 굽힘 비교

   

  ㅇ 작용 방향 : (비틀림) 축 방향 회전, (굽힘) 곡률 변화
  ㅇ 발생 응력 : (비틀림) 전단 응력, (굽힘) 인장/압축 응력
  ㅇ 주요 사례 : (비틀림) 선박 추진축, 자동차 구동축, (굽힘) 빔 구조물, 교량
 
  ※ 요약하면,
     - 비틀림 : 물체를 꼬는 힘에 의해 발생하는 회전 변형 (꽈배기 모양)
     - 굽힘 : 물체를 구부리는 힘에 의해 발생하는 곡률 변화 (U자 형태)

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