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1[7급 국가직 응용역학] 26년 1회차
그림과 같은 단면을 가지는 캔틸레버보에서 발생하는 최대 휨응력
[MPa]은? (단, 보의 휨강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다)

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해설

최대 휨응력은 36 MPa이다.

캔틸레버의 최대 휨모멘트는 고정단에서 생긴다.
Mmax=12×3=36 kN⋅m=36×106 N⋅mmM_{max}=12\times 3=36\,\mathrm{kN\cdot m}=36\times 10^{6}\,\mathrm{N\cdot mm}

직사각형 단면계수와 응력은 다음과 같다.
Z=bh26=150×20026=1.0×106 mm3Z=\dfrac{bh^2}{6}=\dfrac{150\times 200^2}{6}=1.0\times 10^{6}\,\mathrm{mm^3}
σ=MZ=36×1061.0×106=36 MPa\sigma=\dfrac{M}{Z}=\dfrac{36\times 10^{6}}{1.0\times 10^{6}}=36\,\mathrm{MPa}

  • 24 MPa는 길이를 2 m로 잡은 것과 같은 값으로 모멘트를 과소평가했다.
  • 30 MPa는 단면계수나 모멘트를 잘못 계산한 값으로 위 식을 만족하지 않는다.
  • 48 MPa는 단면의 폭과 높이를 바꿔 넣은 값(Z=200×1502/6=0.75×106Z=200\times150^2/6=0.75\times10^{6})이다.

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