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그림과 같은 단면을 가지는 길이가 L이고 양단 고정단인 기둥의임계좌굴하… | [7급 국가직 응용역학] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 응용역학] 26년 1회차
그림과 같은 단면을 가지는 길이가 L이고 양단 고정단인 기둥의
임계좌굴하중 Pcr\mathrm{P_{cr}}은? (단, 기둥 재료의 탄성계수는 E이고, 자중은
무시한다)

문제 이미지
1
π2E⋅t44L2\frac{\pi^2\mathrm{E}\cdot\mathrm{t}^4}{4\mathrm{L}^2}
2
π2E⋅t4L2\frac{\pi^2\mathrm{E}\cdot\mathrm{t}^4}{\mathrm{L}^2}
3
9π2E⋅t44L2\frac{9\pi^2\mathrm{E}\cdot\mathrm{t}^4}{4\mathrm{L}^2}
4
9π2E⋅t4L2\frac{9\pi^2\mathrm{E}\cdot\mathrm{t}^4}{\mathrm{L}^2}
해설

임계좌굴하중은 π2Et4L2\dfrac{\pi^2 E t^4}{L^2}이다.

좌굴은 약축(최소 단면2차모멘트)으로 일어나므로 두께 t 방향으로 휘는 축을 쓴다.
Imin=3t⋅t312=t44I_{min}=\dfrac{3t\cdot t^3}{12}=\dfrac{t^4}{4}

양단 고정 기둥의 유효길이계수는 0.5이다.
Pcr=π2EI(0.5L)2=π2E (t4/4)L2/4=π2Et4L2P_{cr}=\dfrac{\pi^2 E I}{(0.5L)^2}=\dfrac{\pi^2 E\,(t^4/4)}{L^2/4}=\dfrac{\pi^2 E t^4}{L^2}

  • 분모가 4L24L^{2}인 값은 유효길이계수를 1(양단 힌지)로 본 결과다.
  • 분자에 9가 붙고 분모가 4L24L^{2}인 값은 강축 I와 양단 힌지 조건을 함께 잘못 적용한 결과다.
  • 분자에 9가 붙고 분모가 L2L^{2}인 값은 강축 I=t(3t)312=9t44I=\dfrac{t(3t)^3}{12}=\dfrac{9t^4}{4}을 쓴 결과다.

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