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기존 교재의 내용이 너무 방대해서, 한 학기 15주 동안에 전체를 공부하기에는 시간이 부족한 실정이다. 수강생들에게 취업 및 자격증 시험 등에 필요한 역학 공식을 암기해서 문제 풀이에만 집중하게 된 문제점이 있다. 따라서 본 교재는 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 방대한 분량의 내용 중에서 핵심이 되는 내용을 선별해서 기본 설계 역학원리를 가능한 간편히 이해하는 방향으로 집필하였다.

Chapter 1 서론
1.1 본 교재의 개요 및 활용
1.2 기본 역학 단위계
1.3 단위계의 종류
1.4 단위 환산
1.5 유효 숫자

Chapter 2 하중, 응력 및 변형률
2.1 서론
2.2 임계 단면
2.3 하중의 종류
2.4 자유물체도
2.5 힘의 정적 평형조건
2.6 도심 및 관성모멘트
2.7 응력
2.8 평면응력
2.9 모어원 - 응력원
2.10 변형률
2.11 평면 변형률
2.12 모어원 - 변형률원


Chapter 3 응력과 변형률
3.1 서론
3.2 보 단면의 특성
3.3 수직응력과 변형률
3.4 비틀림
3.5 굽힘 응력과 변형률
3.6 횡 전단응력

Chapter 4 재료 강도, 변형 및 정적 파손이론
4.1 서론
4.2 응력-변형률 선도
4.3 후크의 법칙과 푸아송 비
4.4 응력집중
4.5 자중, 열응력 및 열변형률
4.6 허용응력과 안전계수
4.7 변형
4.8 정하중 재료파손 이론

Chapter 5 기둥
5.1 서론
5.2 기둥의 좌굴하중
5.3 기둥의 안정성
5.4 양단이 핀 지지된 기둥의 오일러 공식
5.5 오일러 공식의 확장

Chapter 6 원통의 응력과 변형
6.1 서론
6.2 얇은 원통형 압력용기
6.3 얇은 구형 압력용기
6.4 공차와 맞춤

Chapter 7 축 및 축 관련 요소
7.1 서론
7.2 정하중 축 설계
7.3 일반적인 축 설계
7.4 회전축의 임계속도
7.5 키, 스플라인, 핀 및 코터
7.6 커플링

Chapter 8 윤활과 미끄럼 베어링
8.1 서론
8.2 미끄럼 베어링의 종류
8.3 마찰 및 윤활의 종류
8.4 점성 유체에 대한 뉴턴의 법칙
8.5 점도
8.6 베어링 재료
8.7 저널 슬라이더 베어링
8.8 저널 슬라이더 베어링의 설계

Chapter 9 구름 베어링
9.1 서론
9.2 구름 베어링의 분류
9.3 구름 베어링의 종류
9.4 구름 베어링의 규격 및 호칭 번호
9.5 구름 베어링의 정격 하중과 정격 수명 설계

Chapter 10 기어 이론 및 평기어
10.1 서론
10.2 기어의 분류
10.3 치형 곡선
10.4 기어 형상 및 용어
10.5 인벌류트 치형의 특징
10.6 표준 기어와 전위 기어
10.7 기어 설계

Chapter 11 결합용 요소
11.1 서론
11.2 나사
11.3 리벳
11.4 용접

Chapter 12 스프링
12.1 서론
12.2 스프링 특성 및 종류
12.3 스프링 설계

Chapter 13 브레이크
13.1 서론
13.2 블록 브레이크
13.3 내부 확장식 브레이크
13.4 밴드 브레이크

Chapter 14 감아걸기 전동요소
14.1 서론
14.2 평벨트 전동

머리말

기계요소 설계는 기계 계열 학부과정에서 기본 3개 역학(재료역학, 열역학, 유체역학)을 학습한 후, 최종적으로 학습하게 된다. 즉, 엔지니어가 설계를 하기 위해 반드시 배워야 하는 개념 설계, 구체 설계 및 상세 설계 등 설계의 모든 단계에서 필요한 지식, 도구 및 방법을 익히는 매우 중요한 교과목 중에 하나이다. 설계에 있어서 기계 기술적인 부분만 고려해서는 매우 부족하고, 설계 제품에 대한 경제성, 심미성, 환경 영향 및 윤리성 등 기술영역 이외에서도 고려할 필요가 있다. 특히 기계요소 설계에서는 수학을 바탕으로 하기 때문에 문제에 대한 해답이 유일할 것으로 생각하고 있으나, 실제로는 설계에 대한 유일한 정답은 없다. 즉, 재료역학에서 선형 거동을 가정하고 역학 문제의 해를 구할 수 있었으나, 실제로는 비선형 거동을 하기 때문에 엄밀한 해를 구할 수 없는 경우가 대부분이다. 이런 경우에 아주 편리하게 적용해온 허용응력 또는 안전계수를 도입해서 이 문제를 해결하고 있다. 따라서 설계자가 안전계수를 결정하는 방법에 있어서 많은 설계 경험치를 활용하고 있다. 즉, 동일한 기계요소 제품을 설계하는데 있어서, 여러 설계자의 경험 및 판단에 따라서 설계한 값이 매번 다르다는 것이다. 따라서 설계 문제는 유일한 정답이 없으며, 여러 학문의 융합과 창의적 사고를 통해 참신한 설계 제품이 나올 수 있도록 부단한 노력을 할 필요가 있다.
근래에 와서 대학교재인 경우, 내용은 매우 훌륭하고 우수하나 시대 환경의 영향 등으로 절판되는 경우가 많아, 매 학기 교재로 선택하기가 어려운 실정이다. 또한 기존 교재의 내용이 너무 방대해서, 한 학기 15주 동안에 전체를 공부하기에는 시간이 부족한 실정이다. 수강생들에게 취업 및 자격증 시험 등에 필요한 역학 공식을 암기해서 문제 풀이에만 집중하게 된 문제점이 있다.
따라서 본 교재는 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 방대한 분량의 내용 중에서 핵심이 되는 내용을 선별해서 기본 설계 역학원리를 가능한 간편히 이해하는 방향으로 집필했으며, 이전에 학습한 공학자들도 단시간에 기계요소 설계의 기본 설계 및 역학 이론을 회고하는데 도움이 되었으면 한다.
끝으로 본 교재의 출판에 도움을 주신 GS인터비전 출판사 관계자분들께 진심으로 감사드린다.