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짧은 강재 파이프에 P = 1000kN의 축방향 압축력이 작용할 때 파… | [용접기사 필기] 05년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[용접기사 필기] 05년 2회차
짧은 강재 파이프에 P = 1000kN의 축방향 압축력이 작용할 때 파이프에 항복이 발생되지 않게 하려면 최소 바깥지름(d)은 몇 mm인가? (단, 항복응력에 대한 안전계수는 2 이며, 파이프의 두께는 바깥지름의 1/8배 이고, 강의 항복응력은 250Mpa 이다.)
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해설

허용응력은 2502=125 MPa\dfrac{250}{2}=125\,\mathrm{MPa}이므로 필요 단면적은 A=1000×103125=8000 mm2A=\dfrac{1000\times 10^{3}}{125}=8000\,\mathrm{mm^{2}}이다.

두께가 d8\dfrac{d}{8}이면 안지름이 d−2×d8=0.75dd-2\times\dfrac{d}{8}=0.75d이므로
A=π4(d2−0.5625d2)=0.3436 d2A=\dfrac{\pi}{4}\left(d^{2}-0.5625d^{2}\right)=0.3436\,d^{2}이고,
d=80000.3436≈153 mmd=\sqrt{\dfrac{8000}{0.3436}}\approx 153\,\mathrm{mm}이다.

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