아이볼트 4개에 총 400N의 축 방향 하중만 걸릴 때, 나사의 최소 … | [국회직 9급 기계설계] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

나사의 최소 안지름은 $\sqrt{\dfrac{8}{\pi}}\,\mathrm{mm}$이다.
4개가 동일하게 나눠 받으므로 볼트 1개의 하중은 $Q=400/4=100\,\mathrm{N}$이다.
안지름 단면의 인장응력이 허용값이 되도록 지름을 구한다.
$\sigma=\dfrac{4Q}{\pi d^{2}}$
$d=\sqrt{\dfrac{4Q}{\pi\sigma}}=\sqrt{\dfrac{4\times 100}{\pi\times 50}}=\sqrt{\dfrac{8}{\pi}}\,\mathrm{mm}$
$\sqrt{32/\pi}$는 총하중 $400\,\mathrm{N}$을 1개에 건 값으로, 하중 분담을 빠뜨렸다.
$\sqrt{4/\pi}$는 단면적이 $1\,\mathrm{mm^2}$뿐이라 응력이 $100\,\mathrm{MPa}$로 허용값을 넘는다.
$\sqrt{4/(3\pi)}$는 단면적이 더 작아 응력이 $300\,\mathrm{MPa}$에 이른다.
$\sqrt{4/(5\pi)}$도 응력이 $500\,\mathrm{MPa}$로 허용값을 넘는다.