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1[9급 국가직 응용역학개론] 26년 1회차
양단이 힌지로 지지된 길이가 9 m인 원형단면의 기둥이 300 kN의 축하중을 받을 때, 좌굴에 대한 안전율 2.0을 만족하기 위한 원형단면의 최소지름[mm]은? (단, 재료의 탄성계수 E =72.0 GPa, 원주율 π\pi =3.0으로 가정하고, 기둥의 자중은 무시한다)
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해설

안전율 2.0을 적용한 오일러 좌굴하중 조건에서 필요한 최소지름은 200 mm이다.

필요 좌굴하중 (양단 힌지, K=1K=1)
Pcr=2.0×300=600 kNP_{cr}=2.0\times 300=600\,\mathrm{kN}

오일러 공식으로 I 산정
Pcr=π2EIL2P_{cr}=\dfrac{\pi^2EI}{L^2}
I=PcrL2π2E=(600×103)(9000)29×72×103=7.5×107 mm4I=\dfrac{P_{cr}L^2}{\pi^2E}=\dfrac{(600\times 10^3)(9000)^2}{9\times 72\times 10^3}=7.5\times 10^7\,\mathrm{mm^4}

지름 산정
I=πd464I=\dfrac{\pi d^4}{64}
d4=64×7.5×1073=1.6×109d^4=\dfrac{64\times 7.5\times 10^7}{3}=1.6\times 10^9
d=200 mmd=200\,\mathrm{mm}

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