Shear, Shear Stress   전단, 전단 응력

1. 전단 (Shear) 이란?

  ㅇ 전단 (Shear, 층밀림)
     - 반대방향의 두 힘이 물체 단면(斷面,잘라진 면)에 평행하게 작용되어 나타나는 층밀림 현상

  ㅇ 전단력 (Shear Force)
     - 물체 단면에 평행하게 작용하는 힘 (절단 등 초래)
         

  ㅇ 전단 변형 (Shear Strain) 
     - 원래 직각이었던 육면체 요소가 엇갈리며 변형됨 (내부 각도의 변화 초래) 
         


2. 전단 응력 (Shear Stress) / 수평 응력 (Tangential Stress)

  ㅇ 전단력에 의해, 물체 단면(잘리는 면)에 평행하게 발생되는 응력 

  ㅇ (산출/정의식)
     - 전단력(접선방향 힘)을 전단력이 작용하는 면적으로 나눈 값  [N/㎡]
        . (전단 응력 τ) = (전단력 F) ÷ (전단력이 작용하는 면적 A)

     * 즉, 물체 단면 상의 단위 면적 당 수평력


3. 전단 변형률 (Shear Strain Rate)

  ㅇ 윗부분 변이량에 높이를 나눈 변형률
     - 전단력에 의해, 사각형 윗부분과 아랫부분이 서로 엇갈리면 (즉, 전단 변형 하면), 
     - 사각형 윗부분의 변이량에 사각형 높이를 나눈 값

  ㅇ Υ = δ / h ≒ tan Υ
       


4. 한편, 고체역학,유체역학에서 전단 응력 비교

  ㅇ 고체역학 :  (전단 응력) = (전단 계수) x (전단 변형률)
     - 고체는 전단 응력에 저항함

  ㅇ 유체역학 :  (전단 응력) = (점성 계수) x (속도 기울기 or 전단 변형률)
     - 유체는 전단 응력에 연속적으로 변형됨 
        . 이때, 유체는 변형률에 연이어 비례함

  ※ [설명]
     - (전단 응력) : [N/㎡]

     - (전단 계수, 전단 탄성 계수 : shear modulus) = (강성도 : rigidity) : [N/㎟]
        . 변위된 표면의 접선에 따라 작용하는, 전단력에 저항하는 정도를 나타내는 정량적 수치
        . (전단 계수) = (전단 응력) / (변형률)
        . 
[# μ = (F/A) / (ΔL/L) = (F/A) / (δ/h) #]
     - (전단 변형률) : 단위 없음
        . 사각형 윗부분의 변이량에 사각형 높이를 나눈 비율 값

     - (점성 계수 : coefficient of viscosity) : [N s/㎡] = [Pa sec]
        . 유체 흐름에 저항하는 정도를 나타내는 정량적 수치
        . (점성 계수 or 점도 or 점성) = (전단 응력) / (속도 구배)
        . 
[# μ = \frac{τ}{dv/dy} #]
    
     - (속도 기울기) : [(m/s)/m, s-1]
        . 이웃하는 유체 층 들 간에 속도 차이