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안지름 1m, 두께 5mm의 구형 압력 용기에 길이 15mm 스트레인 … | [용접기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[용접기사 필기] 15년 1회차
안지름 1m, 두께 5mm의 구형 압력 용기에 길이 15mm 스트레인 게이지를 그림과 같이 부탁하고, 압력을 가하였더니 게이지의 길이가 0.009mm 만큼 증가했을 때, 내압 p의 값은? (단, E=200GPa, v=0.3)
문제 이미지
1
3.43 MPa
2
6.43 MPa
3
13.4 MPa
4
16.4 MPa
해설

구형 용기는 두 방향 응력이 같으므로 ε=σ(1−ν)E\varepsilon=\dfrac{\sigma(1-\nu)}{E}이고, 게이지 변형률은 ε=0.00915=6×10−4\varepsilon=\dfrac{0.009}{15}=6\times 10^{-4}다.

따라서
σ=6×10−4×200×1031−0.3=171.4 MPa\sigma=\dfrac{6\times 10^{-4}\times 200\times 10^{3}}{1-0.3}=171.4\,\mathrm{MPa}이고,
구형 용기 응력식 σ=pd4t\sigma=\dfrac{pd}{4t}에서
p=4×5×171.41000≈3.43 MPap=\dfrac{4\times 5\times 171.4}{1000}\approx 3.43\,\mathrm{MPa}이다.

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