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1[7급 국가직 기계설계] 26년 1회차
던커레이(Dunkerley) 실험식에 의한 두 개의 회전체를 갖는 회전축의 위험속도[rpm]는? (단, 축의 자중은 무시하고, 각 회전체를 단독으로 설치했을 때, 위험속도는 각각 n1=3,000n_1 = 3{,}000 rpm, n2=4,000n_2 = 4{,}000 rpm이다)

문제 이미지
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1,800
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2,400
3
3,500
4
5,000
해설

던커레이 실험식으로 구한 축의 위험속도는 2,400 rpm이다.

던커레이식은 각 회전체 단독 위험속도의 제곱 역수를 더한다.
1nc2=1n12+1n22=130002+140002\dfrac{1}{n_c^2} = \dfrac{1}{n_1^2} + \dfrac{1}{n_2^2} = \dfrac{1}{3000^2} + \dfrac{1}{4000^2}

nc=3000×400030002+40002=12×1065000=2400 rpmn_c = \dfrac{3000 \times 4000}{\sqrt{3000^2 + 4000^2}} = \dfrac{12 \times 10^6}{5000} = 2400\ \mathrm{rpm}
합성 위험속도는 단독 위험속도 중 작은 값보다 낮다.

  • 1,800 rpm은 계산값보다 작아 공식 결과와 맞지 않는다.
  • 3,500 rpm은 두 값의 평균으로, 단독 최솟값(3,000 rpm)보다 커서 성립하지 않는다.
  • 5,000 rpm은 제곱합의 제곱근으로, 역수 합 관계를 거꾸로 적용한 값이다.

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