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엔드 저널 베어링에서 저널의 지름이 30mm, 저널면에 작용하는 평균압… | [9급 국가직 기계설계] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 국가직 기계설계] 24년 1회차
엔드 저널 베어링에서 저널의 지름이 30mm, 저널면에 작용하는 평균압력이 3MPa, 허용굽힘응력이 64MPa일 때, 베어링 폭[mm]은? (단, 저널을 외팔보 구조로 가정하여 베어링의 폭 길이에 걸쳐 균일 분포하중이 작용하는 것으로 설계하고, π=3이다)
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해설

베어링 폭은 60 mm이다.

엔드 저널을 균일 분포하중을 받는 외팔보로 보면 하중 P=pdlP = p d l, 최대 굽힘모멘트 M=Pl/2M = Pl/2이고, 이를 굽힘응력식에 넣으면 폭-지름비가 정해진다.

σ=32Mπd3=16pl2πd2⇒ld=πσ16p\sigma = \dfrac{32M}{\pi d^3} = \dfrac{16pl^2}{\pi d^2} \quad\Rightarrow\quad \dfrac{l}{d} = \sqrt{\dfrac{\pi\sigma}{16p}}
ld=3×6416×3=2\dfrac{l}{d} = \sqrt{\dfrac{3 \times 64}{16 \times 3}} = 2
l=2×30=60 mml = 2 \times 30 = 60\,\mathrm{mm}

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