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1[9급 지방직 기계설계] 19년 1회차
두께가 얇은 원통형 압력용기 내부에 일정한 압력이 작용할 때, 압력용기 원통 벽면에 발생하는 응력 중 원주방향 응력(σ1)에 대한 길이방향 응력(σ2)의 비(σ2/σ1)는?
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해설

얇은 원통에서 길이방향 응력은 원주방향 응력의 절반이므로 비는 0.5이다.

내압 p, 안지름 D, 두께 t인 얇은 원통의 응력은
σ1=pD2t\sigma_1=\dfrac{pD}{2t} (원주방향), σ2=pD4t\sigma_2=\dfrac{pD}{4t} (길이방향)

따라서 σ2σ1=pD/4tpD/2t=0.5\dfrac{\sigma_2}{\sigma_1}=\dfrac{pD/4t}{pD/2t}=0.5로, 원통은 원주방향(축방향 균열 방향)이 더 위험하다.

  • 1은 구형 용기처럼 두 방향 응력이 같을 때의 비다.
  • 2는 원주방향 응력에 대한 비가 아니라 그 역수(σ1/σ2)를 취한 값이다.
  • 4는 어떤 얇은 용기 응력식에서도 나오지 않는 비다.

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