[재료역학] 좌굴(buckling)

이번 포스팅에서는 좌굴(buckling)에 대해 이야기 해보겠습니다.

 

 좌굴(buckling)

좌굴이란,

 

축 방향 압축력을 받는 부재가 그 수직방향으로 구부러지는 현상을 말합니다.

 

축 방향 힘을 받는데 횡방향으로 변형이 되니 바람직하지 않습니다.

 

또한 하중이 제거되어도 변형이 원복되지 않는 비탄성 거동을 보이기 때문에

 

구조물에 있어서는 안될 현상 중 하나입니다.

 

좌굴 예시

 세장비와 오일러 공식

좌굴은 부재의 세장비(slenderness ratio)가 클수록 쉽게 발생하죠.

 

세장비는 기둥이 얼마나 가느다란가를 나타내는 값을 말합니다.

여기서 I는 단면2차 모멘트이고, A는 기둥의 단면적입니다.

 

 

또한 좌굴이 일어나지 않게 하기 위한 하중을 구하는 공식이 있습니다.

 

오일러 공식(Euler's formula)이라고 불리는 공식인데요.

 

오일러 공식에 의하면 좌굴 하중은 아래와 같이 구할 수 있습니다.

 

만약 응력을 구하고 싶다면 위 식에서 단면적 A만 나누어 주면 됩니다.

 

단말계수 n은 기둥의 구속 형태에 따라 다르며,

 

n이 클수록 좌굴에 강한 기둥이라 볼 수 있습니다.

 

아래에 구속 형태에 따른 단말계수 n을 나타내었습니다.

 

기둥(Column)의 구속 형태에 따른 단말계수 n

 

여기까지 좌굴에 대해 간략하게 알아보았습니다.