뻣뻣함

축력

.\displaystyle

\delta ,

F

.\

displaystyle에 의한

\delta ,

,,

{\

delta}

의

\delta ,

연장.

}

강성은 물체가 가해진 ^[1]힘에 반응하여 변형에 저항하는 정도를 말한다.

상호 보완적인 개념은 유연성 또는 유연성입니다. 즉, 물체의 유연성이 높을수록 ^[2]강성이 낮아집니다.

계산

차체의 강성 $,$ {\ $displaystyle$ k $}$ 는 $k,$ 탄성 차체가 변형에 대해 제공하는 저항의 척도입니다.단일자유도(DOF)를 가진 탄성체의 경우(예: 로드 신축 또는 압축) 강성은 다음과 같이 정의됩니다.

k=black {F}{\delta }

어디에,

$(디스플레이 스타일$ F $)$ 는 $F$ 차체에 가해지는 힘입니다.
$∙(\displaystyle$ \display $)$ 는 $\delta$ 동일한 자유도에 따른 힘에 의해 발생하는 변위량(예를 들어 늘어나는 스프링의 길이 변화)입니다.

국제 단위 시스템에서 강성은 일반적으로 미터당 뉴턴(N/ $N/m$ { $displaystyle$ N $/m})$ 단위로 측정됩니다.영국식 단위에서 강성은 일반적으로 인치당 파운드(lbs) 단위로 측정됩니다.

일반적으로 탄성체 내의 극소 원소(점으로서 간주)의 편향(또는 움직임)은 여러 DOF(점에 최대 6개의 DOF)를 따라 발생할 수 있다.예를 들어 수평빔상의 한 점은 수직변위 및 그 미형성 축에 상대적인 회전을 모두 수행할 수 있다.M{\ $displaystyle$ M $}$ 자유도가 $M$ $있는$ 경우 M $M\times M$ × $M\times M$ {\ $displaystyle$ M $\times$ M} 매트릭스를 $M\times M$ $M\times M$ 하여 점의 강성을 설명해야 합니다.행렬의 대각선 항은 동일한 자유도를 따르는 직접 관련 강성(또는 단순 강성)이며, 오프 대각선 항은 두 개의 다른 자유도(동일하거나 다른 지점에서) 또는 두 개의 다른 자유도 사이의 결합 강성입니다.산업에서는 영향 계수라는 용어가 결합 강성을 나타내는 데 사용되기도 합니다.

DOF가 여러 개인 물체의 경우, 일반적으로 위의 방정식은 적용되지 않는다. 왜냐하면 가해진 힘은 방향(또는 자유도)을 따라 편향될 뿐만 아니라 다른 방향과 함께 편향도 생성하기 때문이다.

DOF가 여러 개인 물체의 경우 특정 직접 관련 강성(대각선 항)을 계산하기 위해 해당 DOF는 자유롭게 유지되고 나머지 DOF는 구속되어야 한다.이러한 조건 하에서 상기 방정식은 자유도에 대한 직접 관련 강성을 얻을 수 있다.반력(또는 모멘트)과 생성된 편향 사이의 비율은 결합 강성입니다.

탄성 텐서는 가능한 모든 스트레칭 및 전단 매개변수를 탄성 텐서에 의해 설명한다.

준수

강성의 역수는 유연성 또는 준수이며, 일반적으로 뉴턴당 미터 단위로 측정된다.레올로지에서는 변형률 대 ^[3]응력의 비율로 정의할 수 있으므로 예를 들어 1/Pa와 같은 역응력 단위를 취한다.

회전 강성

축방향 모멘트에 의해 길이

,

{\

displaystyle

L

,}

의

L,

원통형 막대의

(\displaystyle \alpha)

로

\alpha

비틀어 M

.

{\

displaystyle

M

}.

또한 $ka,$ 차체는 다음과 같은 회전 강성을 가질 수 있습니다. $ka$ $,$ {\ $displaystyle$ ka $,}$

k=black {M}{\theta }

어디에

$M$ { $display style$ M}은 $M$ (는) 적용되는 순간입니다.
$§$ $(\displaystyle$ \theta $)$ 는 $\theta$ $\theta$ 입니다.

SI 시스템에서 회전 강성은 일반적으로 라디안당 뉴턴 미터 단위로 측정됩니다.

SAE 시스템에서 회전 강성은 일반적으로 도당 인치 파운드 단위로 측정됩니다.

다음과 같은 유사한 기준으로 강성의 추가 측정을 도출한다.

전단 강성 - 전단 변형에 가해지는 전단력의 비율
비틀림 강성 - 비틀림 각도에 대한 적용된 비틀림 모멘트의 비율

탄성과의 관계

재료의 탄성 계수는 해당 재료로 만들어진 구성요소의 강성과 동일하지 않습니다.탄성계수는 구성물질의 특성입니다.강성은 구조물 또는 구조물의 구성요소의 특성이며, 따라서 해당 구성요소를 설명하는 다양한 물리적 치수에 의존합니다.즉, 계수는 재료의 강도 특성이며, 강성은 재료와 재료의 형태 및 경계 조건에 따라 달라지는 고체의 광범위한 특성이다.예를 들어 장력 또는 압축 요소의 경우 축 강성은

\displaystyle k=E\cdot\frac {A}{L}}}

어디에

$E$ {\ $displaystyle$ E $}$ 는 $E$ (텐시일) 탄성 계수(또는 영 계수)입니다.
$디스플레이 스타일$ A는 $A$ 단면적입니다.
$(\displaystyle$ L $)$ 은 $L$ 요소의 길이입니다.

마찬가지로 직선 단면의 비틀림 강성은

\displaystyle k=G\cdot\frac {J}{L}}

어디에

$G$ {\ $displaystyle$ G $}$ 는 $G$ 재료의 강성 계수입니다.
$J$ {\ $displaystyle$ J $}$ 는 $J$ 섹션의 비틀림 상수입니다.

비틀림 강성의 치수는 [force] * [length] / [angle]이므로 SI 단위는 N*m/rad입니다.

구속되지 않은 단축 장력 또는 압축의 특별한 경우, 영률은 구조물의 강성을 측정하는 것으로 생각할 수 있다.

적용들

구조물의 강성은 많은 엔지니어링 애플리케이션에서 가장 중요하기 때문에 탄성률은 종종 재료 선택 시 고려되는 주요 특성 중 하나입니다.휘어짐이 바람직하지 않을 때는 높은 탄성계수를 요구하고, 유연성이 필요할 때는 낮은 탄성계수를 요구한다.

생물학에서 세포외 기질의 강성은 듀로텍스라고 불리는 현상의 세포 이동을 이끄는 데 중요하다.

뻣뻣함의 또 다른 적용은 피부 생물학에서 발견됩니다.피부는 건조 ^[4]중량의 약 75%를 차지하는 세포외 단백질인 콜라겐에 의해 기여되는 고유의 긴장감 때문에 구조를 유지합니다.피부의 유연성은 탄력성, 뻣뻣함, 밀착성과 같은 특성을 포함하여 피부의 견고성과 확장성을 나타내는 관심 변수입니다.이러한 요인은 환자에게 ^{[citation needed]}기능적으로 중요합니다.이는 피부에 외상성 손상이 있는 환자에게 중요한데, 이는 건강한 피부 조직이 형성되고 병적 흉터에 의해 대체되기 때문에 유연성이 저하될 수 있습니다.이는 주관적으로 또는 Cutometer와 같은 장치를 사용하여 객관적으로 평가할 수 있습니다.커트미터는 피부에 진공을 가하고 진공을 수직으로 확장할 수 있는 정도를 측정합니다.이러한 측정은 건강한 피부, 정상적인 흉터 및 병적 ^[5]흉터를 구별할 수 있으며, 이 방법은 임상 및 산업 환경에서 병태 생리학적 후유증 및 치료제의 피부 효과를 모두 모니터링하기 위해 적용되었습니다.

「」를 참조해 주세요.

굽힘 강성
준거 메커니즘 – 탄성체 변형을 통해 힘을 전달하는 메커니즘
탄성(물리) – 변형 후 재료 또는 물체가 원래 모양으로 돌아왔을 때의 물리적 특성
탄성계수 – 재료의 강성을 측정하는 물리적 특성
엘라스토그래피 – 연조직의 탄성과 강성의 정도를 나타내는 몇 가지 이미징 모달리티의 총칭
경도 – 재료 특성
후크의 법칙 – 물리 법칙: 스프링 스케일을 거리에 따라 선형으로 변형시키는 데 필요한 힘
기계적 임피던스
관성 모멘트 – 고정 회전 축에 대한 회전 관성의 스칼라 측정
쇼어 듀로미터
스프링(장치) – 기계적 에너지를 저장하는 탄성 물체
강성(수학)
강성 텐서
영률 – 고체 재료의 강성을 측정하는 기계적 특성

레퍼런스

^ Baumgart F. (2000). "Stiffness--an unknown world of mechanical science?". Injury. Elsevier. 31: 14–84. doi:10.1016/S0020-1383(00)80040-6. “Stiffness” = “Load” divided by “Deformation”
^ Martin Wenham (2001), "Stiffness and flexibility", 200 science investigations for young students, p. 126, ISBN 978-0-7619-6349-3
^ V. GOPALAKRISHNAN 및 CHARLS F. ZUKOSKI; "열가역성 콜로이드겔에서의 지연 흐름", 레올로지 저널, 미국 레올로지 학회; 2007년 7월/8월; 51(4) 페이지 623–644.
^ Chattopadhyay, S.; Raines, R. (August 2014). "Collagen-Based Biomaterials for Wound Healing". Biopolymers. 101 (8): 821–833. doi:10.1002/bip.22486. PMC 4203321. PMID 24633807.
^ Nedelec, Bernadette; Correa, José; de Oliveira, Ana; LaSalle, Leo; Perrault, Isabelle (2014). "Longitudinal burn scar quantification". Burns. 40 (8): 1504–1512. doi:10.1016/j.burns.2014.03.002. PMID 24703337.

[1] Baumgart F. (2000). "Stiffness--an unknown world of mechanical science?". Injury. Elsevier. 31: 14–84. doi:10.1016/S0020-1383(00)80040-6. “Stiffness” = “Load” divided by “Deformation”

[2] Martin Wenham (2001), "Stiffness and flexibility", 200 science investigations for young students, p. 126, ISBN 978-0-7619-6349-3

[3] V. GOPALAKRISHNAN 및 CHARLS F. ZUKOSKI; "열가역성 콜로이드겔에서의 지연 흐름", 레올로지 저널, 미국 레올로지 학회; 2007년 7월/8월; 51(4) 페이지 623–644.

[4] Chattopadhyay, S.; Raines, R. (August 2014). "Collagen-Based Biomaterials for Wound Healing". Biopolymers. 101 (8): 821–833. doi:10.1002/bip.22486. PMC 4203321. PMID 24633807.

[5] Nedelec, Bernadette; Correa, José; de Oliveira, Ana; LaSalle, Leo; Perrault, Isabelle (2014). "Longitudinal burn scar quantification". Burns. 40 (8): 1504–1512. doi:10.1016/j.burns.2014.03.002. PMID 24703337.

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