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두께 5mm, 폭 50mm인 평판 부재의 중앙에 한 변의 길이가 10m… | [9급 지방직 기계설계] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 기계설계] 19년 1회차
두께 5mm, 폭 50mm인 평판 부재의 중앙에 한 변의 길이가 10mm인 정사각형 관통구멍이 있다. 탄성한계 내에서 평판 양단에 5kN의 인장하중(P)이 작용할 때, 구멍 부분에서 응력의 최댓값[N/mm2]은? (단, 구멍의 응력집중계수는 2.0이다)
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해설

구멍 부분의 최대 응력은 50 N/mm2N/mm^{2}이다.

응력집중계수는 구멍을 뺀 최소 단면(순단면)의 공칭응력에 곱한다.
A=(50−10) mm×5 mm=200 mm2A=(50-10)\,\mathrm{mm}\times 5\,\mathrm{mm}=200\,\mathrm{mm^2}
σn=5000 N200 mm2=25 N/mm2\sigma_n=\dfrac{5000\,\mathrm{N}}{200\,\mathrm{mm^2}}=25\,\mathrm{N/mm^2}

σmax=α σn=2.0×25=50 N/mm2\sigma_{max}=\alpha\,\sigma_n=2.0\times 25=50\,\mathrm{N/mm^2}

  • 25는 공칭응력에 응력집중계수를 곱하지 않은 값이다.
  • 40은 구멍을 빼지 않은 전체 단면(250 mm2)mm^{2})으로 공칭응력을 구한 뒤 계수를 곱한 값이다.
  • 20은 전체 단면 기준 공칭응력으로, 구멍과 응력집중을 모두 무시한 값이다.

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