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1[국회직 9급 기계설계] 23년 1회차
그림과 같이 겹치기 상하양면 필릿용접이음(fillet weld joint)을 할 때, 작용하중 F\mathbf{F}는 45,000N, 용접부의 허용인장응력은 50N/mm2, 두께 t\mathbf{t}는 9mm이다. 필요한 용접부의 최소길이 l\mathbf{l}은? (단위: mm)
문제 이미지
1
5050
2
50250 \sqrt{2}
3
100100
4
1002100 \sqrt{2}
5
150150
해설

필요한 용접부의 최소길이는 502 mm50\sqrt{2}\,\mathrm{mm}이다.

필릿용접은 목두께 a=tcos⁡45∘=t2a=t\cos 45^\circ=\dfrac{t}{\sqrt{2}}를 기준으로 응력을 계산하고, 상하 양면이므로 용접 단면이 두 곳이다.

공식: σ=F2al\sigma=\dfrac{F}{2al}
대입: l=F2aσ=45 000×22×9×50l=\dfrac{F}{2a\sigma}=\dfrac{45\,000\times\sqrt{2}}{2\times 9\times 50}
결과: l=502 mml=50\sqrt{2}\,\mathrm{mm}

  • 50 mm50\,\mathrm{mm}는 목두께 대신 두께 tt를 그대로 쓴 값으로, 응력이 허용값을 넘는다.
  • 100 mm100\,\mathrm{mm}는 한쪽 용접에 두께 tt를 그대로 쓴 값으로, 최소길이가 아니다.
  • 1002 mm100\sqrt{2}\,\mathrm{mm}는 용접을 한쪽 면만으로 계산한 값이다.
  • 150 mm150\,\mathrm{mm}는 응력이 허용값의 절반 이하가 되어 최소길이가 아니다.

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