스프링(Spring) 구조에 단위하중이 작용할 때 스프링계수 k를 상세 페이지

· 힘-변위 관계: $P = k \cdot \Delta L$
· 훅의 법칙 $\sigma = E\varepsilon$에서 $\dfrac{P}{A} = E \cdot \dfrac{\Delta L}{L}$, 즉 $\Delta L = \dfrac{PL}{EA}$
· $P = k \cdot \dfrac{PL}{EA}$에서 $k = \dfrac{EA}{L}$

[해설]

부재를 축방향 스프링으로 치환할 때 강성(스프링계수) $k$는 훅의 법칙 $\sigma=E\varepsilon$으로부터 변위 $\Delta L = \dfrac{PL}{EA}$를 구하고, 힘-변위 관계 $P=k\Delta L$에 대입해 $k=\dfrac{EA}{L}$를 얻는다. 이는 단면적이 클수록, 길이가 짧을수록 부재가 뻣뻣해짐(강성이 커짐)을 의미한다.