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그림과 같이 두께가 20mm, 외경이 200mm인 원관을 고정벽으로부터… | [용접기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[용접기사 필기] 19년 2회차
그림과 같이 두께가 20mm, 외경이 200mm인 원관을 고정벽으로부터 수평으로 4m만큼 돌출시켜 물을 방출한다. 원관 내에 물이 가득차서 방출될 때 자유단의 처짐은 약 몇 mm인가? (단, 원관 재료의 세로탄성계수는 200GPa, 비중은 7.8이고 물의 밀도는 1000kg/m3이다.)
문제 이미지
1
9.66
2
7.66
3
5.66
4
3.66
해설

강관 자중과 내부 물 무게가 등분포하중이 된다. 강관은 w1=7800×9.81×π(0.22−0.162)4=865 N/mw_1=7800\times9.81\times\dfrac{\pi(0.2^2-0.16^2)}{4}=865\ \mathrm{N/m}, 물은 w2=1000×9.81×π×0.1624=197 N/mw_2=1000\times9.81\times\dfrac{\pi\times0.16^2}{4}=197\ \mathrm{N/m}로 합이 w=1062 N/mw=1062\ \mathrm{N/m}다.

I=π(0.24−0.164)64=4.64×10−5 m4I=\dfrac{\pi(0.2^4-0.16^4)}{64}=4.64\times10^{-5}\ \mathrm{m^4}이므로 외팔보 자유단 처짐은 δ=wL48EI=1062×448×200×109×4.64×10−5=3.66×10−3 m\delta=\dfrac{wL^4}{8EI}=\dfrac{1062\times4^4}{8\times200\times10^9\times4.64\times10^{-5}}=3.66\times10^{-3}\ \mathrm{m}, 약 3.66mm다.

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