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1[7급 국가직 응용역학] 23년 1회차
그림과 같은 트러스에서 부재AD의 변형률의 크기는? (단, 트러스 부재의 단면적은 100 mm2이고, 탄성계수는 200 GPa이며, 트러스의 자중은 무시한다)

문제 이미지
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0.0005
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0.0006
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0.0007
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0.0008
해설

부재 AD의 변형률은 0.0005이다.

세 부재가 한 점에 모인 1차 부정정이므로 적합조건을 쓴다. CD 길이 3 m, AD·BD 길이 3cos⁡60∘=6 m\dfrac{3}{\cos60^\circ}=6\,\mathrm{m}. D의 수직변위를 δ\delta 라 하면 CD 신장 δ\delta, AD 신장 δcos⁡60∘=δ2\delta\cos60^\circ=\dfrac{\delta}{2}.

FCD=EAδ3,  FAD=EAδ12F_{CD}=\dfrac{EA\delta}{3},\; F_{AD}=\dfrac{EA\delta}{12} → FCD=4FADF_{CD}=4F_{AD}
평형: FCD+2FADcos⁡60∘=5FAD=50F_{CD}+2F_{AD}\cos60^\circ=5F_{AD}=50 → FAD=10 kNF_{AD}=10\,\mathrm{kN}
ε=10000100×200000=0.0005\varepsilon=\dfrac{10000}{100\times200000}=0.0005

  • 0.0006 — 세 부재가 강성비대로 하중을 나눈다는 적합조건을 빼고 분배한 값이다.
  • 0.0007 — AD 부재력을 과대 산정한 값이다.
  • 0.0008 — AD가 실제보다 큰 하중을 받는다고 본 값이다.

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