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1[9급 국가직 기계설계] 26년 1회차
소선의 지름이 10 mm, 전단탄성계수는 80 GPa, 유효감김수가 10이고 평균지름이 50 mm인 원통형 코일스프링에 작용하는 축방향 하중이 3 kN일 때, 스프링의 처짐량[mm]은? (단, 스프링의 처짐은 소선의 비틀림에 의한 변형만 고려한다)
1
0.24
2
3.75
3
24.0
4
37.5
해설

스프링의 처짐량은 37.5 mm이다.

소선 비틀림에 의한 코일 스프링 처짐 식:
δ=8PD3nGd4\delta=\dfrac{8PD^3n}{Gd^4}

δ=8×3000×503×1080 000×104=3×10108×108=37.5 mm\delta=\dfrac{8\times3000\times50^3\times10}{80\,000\times10^4}=\dfrac{3\times10^{10}}{8\times10^8}=37.5\,\mathrm{mm}

  • 3.75 mm: 계산값의 1/10로, 자릿수를 잘못 처리한 값이다.
  • 0.24 mm: 처짐 식의 계수·지수와 맞지 않는 값이다.
  • 24.0 mm: 처짐 식의 계수·지수와 맞지 않는 값이다.

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