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1[9급 국가직 기계설계] 26년 1회차
그림과 같이 리벳의 지름(dd)이 20 mm이고, 부재에 작용하는 하중(PP)이 100π100\pi kgf일 때, 리벳의 단면에서 발생하는 전단응력[MPa]은? (단, 부재 사이의 마찰은 무시하고, 중력 가속도는 9.8 m/s2이다)

문제 이미지
1
0.25
2
0.98
3
2.50
4
9.80
해설

그림은 두 판을 겹쳐 리벳 하나로 잇는 1면 전단 겹치기 이음이므로, 리벳 단면의 전단응력은 9.8 MPa이다.

마찰을 무시하면 하중 전체가 두 판의 경계면 한 곳에서 리벳 단면 하나에 걸린다.
τ=Pπd24\tau=\dfrac{P}{\dfrac{\pi d^2}{4}}

하중을 뉴턴으로 바꾸면 P=100π×9.8=980π NP=100\pi\times9.8=980\pi\,\mathrm{N}, 단면적은 π×2024=100π mm2\dfrac{\pi\times20^2}{4}=100\pi\,\mathrm{mm^2}이다.
τ=980π100π=9.8 N/mm2=9.8 MPa\tau=\dfrac{980\pi}{100\pi}=9.8\,\mathrm{N/mm^2}=9.8\,\mathrm{MPa}

  • 0.25: 면적에 4를 나누지 않고 kgf 를 N 으로 환산하지도 않으면 나오는 값이다.
  • 0.98: 올바른 값의 1/10 로, 단위 환산 자릿수가 어긋난 값이다.
  • 2.50: 1면 전단 단면 하나에 하중 전체가 걸린다는 계산 결과와 맞지 않는다.

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