1 개요
각종 하중을 받는 고체의 내적 응답거동을 다루는 응용역학의 한 분야이다.
기계공학과에서는 주로 '고체역학' (Solid Mechanics)라고 부르지만 기계직 기술고시에는 '재료역학'이라는 이름으로 포함되어 있고, 재료공학과[1]에서는 주로 '재료역학'(Mechanics of Materials)이라고 부르며, 토목공학과에서는 주로 '응용역학'(Applied Mechanics)이라고 부른다. 세 학과에서 주로 쓰는 교재는 'Gere Mechanics of Materials'[2]이며, 이건 기계과 재료과 토목과 똑같다.
기계과나 토목과에서 필수 선수과목은 정역학이다.[3] 학교나 학과에 따라서 고체역학과 정역학을 한 과목으로 합쳐서 같이 공부하는 경우도 있는데, 이럴 경우 학점도 같이 나온다. 정역학이 고체역학의 1~2단원 같은 느낌이다.
고체물리학과는 차이가 크다. 이 과목은 대개 물리학과(4학년) 과목이며, 재료과에서는 '재료의 전자기적 성질'(3학년)이라고 개설되고, 기계나 토목과에서 배울 일은 사실상 없다. 고체역학이 고전 물리학의 일종이라면 고체물리학은 현대 물리학의 일종이다.
고체역학은 각 학과의 전공과목들의 기초가 된다.
- 기계 : 기계요소설계, 피로 파괴 역학
- 재료 : 재료거동학 (재료의 기계적 거동)
- 토목 : 구조역학, 토질역학, 철근콘크리트 공학
2 내용
- 응력(stress) : 수직응력, 전단응력, 안전계수
- 변형률(strain) : 수직변형률, 전단변형률
- 재료의 성질 : 응력-변형률 선도(stress-strain curve), 피로 파괴, 후크의 법칙(Hooke's Law), 푸아송 비(Poisson's Ratio)
- 부정정 구조물
- 열변형, 열응력, 경사면 응력
- 비틀림 : 비틀림을 받는 원형봉에서 발생하는 응력과 변형
- 보 (beam) : 보의 전단력, 보의 굽힘모멘트, 보의 전단력 선도, 보의 굽힘 모멘트 선도
- 보의 처짐
3 각종 시험에서의 출제
객관식 시험은 이렇다. 7급 9급 시험에는 확실히 차이가 있는데, 7급 시험에는 정정보 해석이 2문제 정도만 나오지만 9급에서는 10문제 가량 나온다.
- 일반기계기사, 조선기사, 용접기사, 건설설비기계기사 - 재료역학
- 토목기사 - 응용역학
- 기술직 7급 공무원 시험 - 응용역학 (토목직)
- 기술직 9급 공무원 시험 - 응용역학개론 (토목직)
논술형 시험은 이렇다. 같은 5급 기술직이라도 재료역학과 응용역학 사이에는 출제 관점 차이가 많이 나는 편이다. 예를 들어 토목 쪽에서는 가상일이 중요하지만 기계 쪽에서는 안 나온다. 토목에서도 재료역학을 선택할 수 있지만 그것보다는 응용역학+구조역학을 선택하는 쪽을 더 선호한다는 면에서 두 시험의 차이를 확인할 수 있다.
- 기술직 5급 공무원 시험 - 재료역학 (기계직 필수과목, 토목직 선택과목), 응용역학 (토목직 필수과목)
4 교재
- Timoshenko / Gere 재료역학 : 1~4판에는 티모셴코의 이름이 나오고, 3판 이후에는 기어의 이름이 나오고 있다. 기어는 티모셴코의 제자로 2008년 작고했다.
- Crandall 고체역학
- Beer 재료역학
- Craig 재료역학 : 번역본은 1999년 2판이 나온 것이 전부이고, 품절되었다. 해외에서는 2011년에 3판이 나왔다.
- Shames Solid mechanics : 번역본 없음.