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볼트에 축방향의 인장응력 30 MPa과 비틀림에 의한 전단응력 20 M… | [7급 국가직 기계설계] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 기계설계] 24년 1회차
볼트에 축방향의 인장응력 30 MPa과 비틀림에 의한 전단응력 20 MPa이 동시에 발생할 때, 최대주응력설에 따른 안전계수는? (단, 볼트의 인장 극한강도는 100 MPa이고, 압축 극한강도는 고려하지 않는다)
1
2.5
2
3.0
3
3.5
4
4.0
해설

안전계수는 2.5이다. 인장과 전단이 함께 작용하므로 최대주응력을 구해 극한강도와 비교한다.

σ1=σ2+(σ2)2+τ2=15+152+202=15+25=40 MPa\sigma_1=\dfrac{\sigma}{2}+\sqrt{\left(\dfrac{\sigma}{2}\right)^2+\tau^2}=15+\sqrt{15^2+20^2}=15+25=40\ \mathrm{MPa}
S=10040=2.5S=\dfrac{100}{40}=2.5

  • 3.0, 3.5: 최대전단응력이나 인장응력만으로 계산한 경우 등 위 결과와 맞지 않는다.
  • 4.0: 최대 전단응력 25 MPa 로 극한강도를 나눈 값이다.

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