공학을 전공한 사람들이라면 특히 기계 공학을 전공한 사람들이라면 표준화 된 단위계를 사용하거나 설계하는 제품의 판매/평가 기준에 따라 다른 단위계를 사용하기도 한다. 설계자들은 단위계의 일관된 사용, 통용되는 단위계의 사용 등을 항상 염두에 두고 단위에 대한 의사소통의 문제가 없도록 설계를 진행해야한다.
기계 공학에 초점을 맞추어 몇 가지 단위계를 소개하고자 하는데, 대부분 알고 있는 내용일 것이라 생각되어 리마인드 차원에서 정리하려 한다.
질량 - kg
길이 - m
시간 - s
압력 - Pa
과 같은 기본적인 ISO 단위계가 있고, 기계적인 설계에서 응력을 논할 때는 [N/mm2] 단위가 제일 일반적으로 사용된다.
[N/mm2]
mm는 유한요소해석 모델에서 하나의 element를 구성하고 국부적인 stress를 평가하기 위한 모델링에서 많은 산업군에서 mm를 사용하기 때문에 면적의 단위로 채택된 듯 하다. 재료의 물성치 중 Young's Modulus는 이러한 측면에서 MPa, Shear Modulus는 GPa로 표현되곤 한다.
[kgf]
N과 kg과 자주 혼동되는 힘의 단위인데 1kg인 물체가 받은 중량이라고 생각하면 된다. 지구에서의 중력가속도는 9.81m/s2을 사용하기 때문에 지구에서의 1kgf = 1kg * 9.81m/s2 = 9.81 N 이 된다. 종종 kgf가 생략되어 kg이라고 표현이 되기도 한다.
[MT]
설계하는 제품의 중량이 큰 선박이나 항공에서는 ton 단위의 하중도 고려하게 되는데 이때 사용되는 ton의 단위 중 하나가 Metric Ton을 의미하는 MT이다. MT는 1000kg을 1ton으로 보는 질량 단위이다.
예제로 60MT가 3m^2 단면적에 작용한다고 하면 이는 몇 N/mm^2의 응력을 받는지 계산을 해보자.
1. MT to N : 60 * 1000 * 9.81 = 588600 N
2. N/m2 to N/mm2 = 588600/3000 = 196.2 N/mm2
