주차 | 학습목표 |
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1 | 기계공학의 가장 기본적인 12개의 공식과 미지수에 대해서 이해하고, 주어진 문제를 해결할 수 있다. 고체, 열, 동·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 있다. 뿐만 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 | 1 | 역학에 대한 간략한 설명과 역학의 발전에 공헌한 역사적인 인물들에 대한 소개를 통하여 역학이란 학문적 분야에 대해 친숙해진다. |
2 | 역학에서 힘을 어떻게 정의하는지 이해하고, 힘을 특징짓는 요소와 힘을 어떻게 표현하는지를 배운다. |
3 | 모멘트(moment)와 커플(couple)의 차이를 이해하고, 강체에 가해진 외력을 임의의 힘-커플 시스템으로 구성할 수 있다. |
6 | 1 | 정적 평형을 이해하고, 정적 평형식을 이용하여 구조물에 대한 힘 해석을 수행할 수 있다. |
2 | 응력(stress)의 정의 및 성분(component)을 이해하고, 평형식에 따라 독립적인 성분의 개수를 파악할 수 있다. |
3 | 변형율(strain)의 정의 및 성분에 대해 배우고, 수직 성분(normal component)와 전단 성분 (shear component)이 각각 재료의 부피 변화와 형상 변화에 기인함을 이해한다. |
7 | 1 | 재료의 기계적 물성을 측정하는 대표적인 시험 중 하나인 단축인장 실험을 파악하고, 실험으로부터 얻어진 응력-변형율 곡선으로부터 재료의 기본적인 기계적 거동을 파악할 수 있다. |
2 | 연성재료(ductile material)에서 항복점 이후 나타나는 소성 변형의 기작을 원자 수준에서 파악하고, 탄성변형과 달리 비가역적인 거동이 나타나는 이유를 설명할 수 있다. |
3 | 재료의 변형시 내부에 축적되는 변형 에너지(strain energy)의 개념을 이해하고, 이로부터 취성/전성 재료의 차이점을 재료의 인성(toughness) 관점에서 설명할 수 있다. |
8 | 1 | 보가 축하중(axial loading)을 받을 시 발생하는 수직응력과 수직변형율을 기술할 수 있고, 보의 탄성 변위(elastic displacement)를 보의 단면적과 탄성물성, 외부 하중으로 나타낼 수 있다. |
2 | 축하중을 받는 보의 부정정 문제를 적합 조건을 활용하여 풀 수 있다. 열응력과 잔류 응력의 개념을 이해하고 관련 공학적 문제를 해결할 수 있다. |
3 | 보가 비틀림하중(torsion)을 받을 시 보의 단면에 발생하는 전단 응력과 전단 변형율을 기술할 수 있다. |
4 | 비틀림하중(torsion)을 받는 보가 탄성 변형시 발생하는 비틀릭 각도 (angle of twist)를 극관성모멘트(polar moment of inertia), 전단계수, 외부 토크(torque)로 나타낼 수 있다. |
9 | 1 | 보가 굽힘하중(bending)을 받을 시 보의 단면에 발생하는 수직응력과 수직변형율을 기술할 수 있다. |
2 | transformed section method를 적용하여 복합재 보의 굽힘하중 문제를 풀수 있다. 곡선보(curved beam)가 굽힘하중을 받을 때, 단면에 발생하는 응력의 분포를 나타낼 수 있다. |
3 | 비탄성 굽힘 하중을 받는 보의 내부에 발생하는 잔류응력을 구할 수 있다. |
4 | 전단하중을 받는 보의 단면에 발생하는 전단응력을 기술할 수 있다. |
5 | 전단하중을 받는 보의 단면에 발생하는 전단유동(shear flow)을 구할 수 있다. |
10 | 1 | 평면응력 상태를 이해하고, 응력변환식을 활용하여 동일한 응력 상태를 임의의 좌표계에서 표현할 수 있다. |
2 | 주응력/최대 전단 응력의 개념을 이해하고 응력변환식을 이용하여 구할 수 있다. |
3 | 모어 원 (Mohr's circle)을 이용하여 응력변환을 수행할 수 있고, 모어 원 상에서 주응력과 최대 전단 응력을 찾을 수 있다. |
4 | 평면변형율 상태를 이해하고, 변형율 변환식을 활용하여 동일한 변형률 상태를 임의의 좌표계에서 표현할 수 있다. |
5 | 모어 원 (Mohr's circle)을 이용하여 변형율 변환을 수행할 수 있고, 모어 원 상에서 주변형율과 최대 전단 변형율을 찾을 수 있다. |
6 | 일반화된 훅의 법칙을 배우고, 선형 탄성 거동하는 등방성 재료의 경우 탄성 물성 계수간에 관계식이 존재하며 독립적인 물성 계수의 수는 2개임을 이해한다. |
7 | 취성/전성 재료 거동 특성에 맞추어 적절한 파손 이론을 적용할 수 있고, 이를 통하여 재료의 파손을 예측할 수 있다. |
11 | 기계요소를 설계할 때 주의할 점이 무엇인지 이해하고, 1주차와 5주차에서처럼 기계요소설계라는 학문이 세워지기 위해서 필요한 여러 가지 가정과 가설을 설명할 수 있다. 여러 가지 부품을 설계할 때 설계의 큰 틀에 대해서 확인할 점을 파악하여, 설계할 수 있다.
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12 | 여러 가지 기계부품을 연결해주는 결합부 중 비영구 결합인 Screw의 개념과 원리, 그리고 그 안에 사용되는 수식을 이해하고, 주어진 문제를 해결할 수 있다. 이번 주차를 통해서 Screw가 언제 필요한지와 어떤 Screw를 써야 좋은 설계인지를 이해하고, 설명할 수 있다.
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13 | 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. |
14 | 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. |
15 | 자동차, 컨베이어벨트 등에서 주로 사용되는 클러치, 브레이크, 플라이휠의 다양한 종류에 대해서 알아보고 기계부품을 직접 결합할 수 있다. 실제 부품을 설계할 때 위의 부품을 어떻게 선정해야 하는지 설명할 수 있다. |