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응력 계산

힘과 단면적으로 수직·전단 응력, 변형률, 늘어난 길이, 항복강도 대비 안전율을 계산

부재에 걸리는 힘과 단면적으로 응력을 계산합니다. 인장·압축일 때는 훅의 법칙으로 변형률과 늘어난 길이를, 항복강도를 넣으면 안전율도 함께 보여 줍니다.

값 입력

재료·두께별 규격값을 확인해 넣으세요. 비우면 안전율을 생략합니다.

계산 결과

수직 응력 σ159.155 MPa
단면적314.16 mm²
변형률757.9 με (×10⁻⁶)
늘어나거나 줄어든 길이0.7579 mm
항복강도 대비 안전율1.73
평균 응력 계산입니다. 구멍·모서리의 응력 집중, 압축재의 좌굴, 피로는 고려하지 않았으며 설계 판단은 전문가 검토가 필요합니다.
참고용 추정치입니다. 실제 신고·납부 전에는 관계 기관이나 전문가에게 확인하세요.

1계산 방법

  • 응력 = 힘 ÷ 단면적 입니다. kN을 N으로, 단면적을 mm²로 쓰면 결과가 N/mm² = MPa로 나옵니다.
  • 변형률 ε = σ ÷ E, 늘어난 길이 ΔL = ε × L 입니다(탄성 범위).
  • 전단 응력은 힘을 전단면 넓이로 나눈 평균값이며, 전단 항복강도는 폰 미제스 기준 fy ÷ √3으로 추정합니다.

2결과 읽는 법

  • 안전율은 항복강도 ÷ 응력입니다. 1보다 작으면 이미 항복을 넘는 응력입니다.
  • με(마이크로스트레인)는 100만분의 1 변형률입니다. 1,000με이면 1m 부재가 1mm 늘어납니다.

3알아두면 좋은 점

  • 볼트·핀의 전단은 전단면이 두 곳(2면 전단)이면 단면적을 2배로 넣으세요.
  • 강재 항복강도는 강종과 두께에 따라 다릅니다. SS275는 이름의 숫자가 두께 16mm 이하의 최소 항복강도(MPa)를 뜻합니다.
  • 가늘고 긴 압축재는 응력이 낮아도 좌굴로 먼저 휠 수 있습니다.

4자주 묻는 질문

압력과 응력은 같은 단위인가요?
둘 다 힘 ÷ 넓이라서 Pa(N/m²) 단위를 씁니다. 압력은 유체가 누르는 힘, 응력은 재료 내부의 힘이라는 점이 다릅니다.
MPa와 kgf/cm²는 어떻게 바꾸나요?
1MPa ≈ 10.197kgf/cm²입니다.

5이런 경우가 있었습니다

단면을 줄인 경우

소규모 제작소를 운영하는 지하람 씨는 무게를 줄이려고 고정 브래킷의 연결봉을 한 치수 가는 것으로 바꿨습니다. 지름이 조금 줄었을 뿐인데 단면적은 크게 줄어 응력이 높아졌고, 사용 중 봉이 휘어 제품을 회수해야 했습니다.

응력과 안전율을 확인한 경우

협력업체의 한서진 씨는 부품 치수를 바꿀 때마다 예상 하중으로 응력과 안전율을 계산해 기록합니다. 가는 봉으로 바꾸자는 요청에 안전율이 부족하다는 계산을 보여 주고 다른 경량화 방법을 제안해 문제를 피했습니다.

부품을 가늘게 바꿀 때, 단면적이 얼마나 줄어드는지 계산해 보나요?

위 두 이야기는 이해를 돕기 위해 가상으로 구성한 사례입니다. 실제 인물이나 사건과 무관합니다.

근거 · 재료역학 응력·변형률과 훅의 법칙(표준 교재), 폰 미제스 항복 기준, KS D 3503 일반 구조용 압연 강재(SS275 명칭)

적용된 세율·기준값 확인 →