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1[9급 지방직 응용역학개론] 18년 1회차
그림과 같이 캔틸레버 보에 하중 P와 Q가 작용하였을 때, 캔틸레버 보 끝단 A점의 처짐이 0이 되기 위한 P와 Q의 관계는? (단, 보의 휨강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다)
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해설

A점 처짐이 0이 되는 관계는 Q = 5P/16이다.

고정단에서 L 떨어진 곳의 하중 P에 의한 끝단 처짐은 하중점 처짐에 하중점 처짐각×나머지 길이를 더한다.
δP=PL33EI+PL22EI×L=5PL36EI (↓)\delta_P=\dfrac{PL^3}{3EI}+\dfrac{PL^2}{2EI}\times L=\dfrac{5PL^3}{6EI}\ (\downarrow)

끝단 상향 하중 Q(길이 2L)에 의한 처짐은
δQ=Q(2L)33EI=8QL33EI (↑)\delta_Q=\dfrac{Q(2L)^3}{3EI}=\dfrac{8QL^3}{3EI}\ (\uparrow)

두 처짐을 같게 두면 8Q3=5P6\dfrac{8Q}{3}=\dfrac{5P}{6}, 즉 Q=516PQ=\dfrac{5}{16}P이다.

  • Q = 3P/16은 P에 의한 끝단 처짐을 PL32EI\dfrac{PL^3}{2EI}로 과소평가해야 나오는 값이다.
  • Q = P/4는 P에 의한 끝단 처짐을 2PL33EI\dfrac{2PL^3}{3EI}로 과소평가해야 나오는 값이다.
  • Q = 3P/8은 P에 의한 끝단 처짐을 PL3EI\dfrac{PL^3}{EI}로 과대평가해야 나오는 값이다.

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