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그림과 같이 두께가 20mm, 외경이 200mm인 원관을 고정벽으로부터… | [용접기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[용접기사 필기] 15년 1회차
그림과 같이 두께가 20mm, 외경이 200mm인 원관을 고정벽으로부터 수평으로 4m만큼 돌출시켜 물을 방출한다. 원관내에 물이 가득차서 방출될 때 자유단이 처짐은 몇 mm인가? (단, 원관 재료의 탄성계소 E = 200헴, 비중은 7.8 이고 물의 밀도는 100kg/m3이다.)
문제 이미지
1
9.66
2
7.66
3
5.66
4
3.66
해설

등분포하중 외팔보의 자유단 처짐 δ=wL48EI\delta=\dfrac{wL^{4}}{8EI}를 쓰되, w는 강관 자중과 내부 물 무게의 합이다.

ws=π4(0.22−0.162)×7800×9.81=865 N/mw_s=\dfrac{\pi}{4}(0.2^{2}-0.16^{2})\times 7800\times 9.81=865\,\mathrm{N/m}
ww=π4(0.16)2×1000×9.81=197 N/mw_w=\dfrac{\pi}{4}(0.16)^{2}\times 1000\times 9.81=197\,\mathrm{N/m}
이므로 w=1062 N/mw=1062\,\mathrm{N/m}다.

I=π64(0.24−0.164)=4.64×10−5 m4I=\dfrac{\pi}{64}(0.2^{4}-0.16^{4})=4.64\times 10^{-5}\,\mathrm{m^4}를 넣으면
δ=1062×448×200×109×4.64×10−5≈3.67×10−3 m\delta=\dfrac{1062\times 4^{4}}{8\times 200\times 10^{9}\times 4.64\times 10^{-5}}\approx 3.67\times 10^{-3}\,\mathrm{m},
즉 약 3.66 mm다.

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