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1[국회직 9급 기계설계] 19년 1회차
그림 (a)\mathbf{(} a )와 같이 길이가 L\mathbf{L}인 외팔보의 자유단에 하중 P\mathbf{P}가 가해졌을 때, 외팔보의 최대 굽힘처짐은 40mm로 측정되었다. 그림 (b)\mathbf{(} b )에 주어진 단순지지보의 경우, (a)\mathbf{(} a )와 동일한 크기의 하중 P\mathbf{P}가 가해질 때 중앙에서의 굽힘처짐[mm]은? (단, 단순지지보의 물성과 단면은 외팔보와 동일하다.)
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해설

단순지지보 중앙의 굽힘처짐은 20 mm20\,\mathrm{mm}이다.

그림 (b)의 하중은 양쪽 지지점에서 각각 LL 떨어진 중앙에 있으므로 전체 경간은 2L2L이다.

외팔보의 처짐에서 PL3EI\dfrac{PL^{3}}{EI} 값을 구한다.
δa=PL33EI=40 mm\delta_{a}=\dfrac{PL^{3}}{3EI}=40\,\mathrm{mm}
PL3EI=120 mm\dfrac{PL^{3}}{EI}=120\,\mathrm{mm}

단순지지보 공식에 경간 2L2L을 대입한다.
δb=P(2L)348EI=PL36EI=1206=20 mm\delta_{b}=\dfrac{P(2L)^{3}}{48EI}=\dfrac{PL^{3}}{6EI}=\dfrac{120}{6}=20\,\mathrm{mm}

  • 10 mm10\,\mathrm{mm}는 처짐비를 외팔보의 14\dfrac{1}{4}로 본 값으로, 실제 비 12\dfrac{1}{2}과 다르다.
  • 30 mm30\,\mathrm{mm}는 처짐비를 34\dfrac{3}{4}로 본 값이어서 맞지 않는다.
  • 40 mm40\,\mathrm{mm}는 두 보의 처짐이 같다고 본 값이지만, 지지 조건과 경간이 달라 처짐도 다르다.
  • 50 mm50\,\mathrm{mm}는 외팔보보다 큰 값으로, 계산된 처짐비 12\dfrac{1}{2}과 어긋난다.

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