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다음 그림과 같이 단면적이 100 mm2인 직사각형 단면의 봉에 인장력… | [9급 지방직 응용역학개론] 12년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 12년 1회차
다음 그림과 같이 단면적이 100 mm2인 직사각형 단면의 봉에 인장력 10 kN이 작용할 때, θ=30° 경사면 m-n에 발생하는 수직응력(σ)과 전단응력(τ)의 크기[MPa]는?
문제 이미지
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σ : 25√3, |τ| : 25
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σ : 25√3, |τ| : 25√3
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σ : 75, |τ| : 25
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σ : 75, |τ| : 25√3
해설

경사면의 응력은 σ = 75 MPa, |τ| = 25√3 MPa이다.

축응력 σx=PA=10000 N100 mm2=100 MPa\sigma_x=\dfrac{P}{A}=\dfrac{10000\ \mathrm{N}}{100\ \mathrm{mm^2}}=100\ \mathrm{MPa}이고, θ는 경사면의 법선이 봉축과 이루는 각이다.

σ=σxcos⁡2θ=100×34=75 MPa\sigma=\sigma_x\cos^2\theta=100\times\dfrac{3}{4}=75\ \mathrm{MPa}
∣τ∣=σxsin⁡θcos⁡θ=100×12×32=253 MPa|\tau|=\sigma_x\sin\theta\cos\theta=100\times\dfrac{1}{2}\times\dfrac{\sqrt{3}}{2}=25\sqrt{3}\ \mathrm{MPa}

  • σ 25√3, |τ| 25 조합은 수직응력에 sinθcosθ를, 전단응력에 sin2θsin^{2}\theta 를 쓴 것이다.
  • σ 25√3, |τ| 25√3 조합은 수직응력에 cos2θcos^{2}\theta 대신 sinθcosθ를 쓴 것이다.
  • σ 75, |τ| 25 조합은 전단응력에 sin2θsin^{2}\theta 꼴을 적용한 결과로 크기가 맞지 않는다.

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