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선형 탄성거동을 하는 길이 1m, 균일한 단면적 30mm2인 등방성 시… | [국회직 9급 기계설계] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[국회직 9급 기계설계] 19년 1회차
선형 탄성거동을 하는 길이 1m, 균일한 단면적 30mm2인 등방성 시편에 인장하중 72kN이 작용하였을 때, 시편이 1mm만큼 늘어났다. 이 때 이 시편의 푸아송 비(Poisson’s Ratio) ν\nu는? (단, 가로탄성계수 또는 전단탄성계수 G=1×106 N/mm2\mathbf{G = 1 \times 10^{6} \, \mathrm{N} / \mathrm{mm}^{2}}이다.)
1
0.5
2
0.4
3
0.3
4
0.2
5
0.1
해설

시편의 푸아송 비는 ν=0.2\nu=0.2이다.

응력과 변형률로 세로탄성계수를 구한다.
σ=72 00030=2400 N/mm2\sigma=\dfrac{72\,000}{30}=2400\,\mathrm{N/mm^2}
ε=11000=0.001\varepsilon=\dfrac{1}{1000}=0.001
E=σε=2.4×106 N/mm2E=\dfrac{\sigma}{\varepsilon}=2.4\times 10^{6}\,\mathrm{N/mm^2}

등방성 재료의 탄성계수 관계식에 대입한다.
E=2G(1+ν)E=2G(1+\nu)
2.4×106=2×106×(1+ν)2.4\times 10^{6}=2\times 10^{6}\times(1+\nu)
ν=0.2\nu=0.2

  • ν=0.5\nu=0.5라면 E=3×106 N/mm2E=3\times 10^{6}\,\mathrm{N/mm^2}이어야 하므로 측정값과 맞지 않는다.
  • ν=0.3\nu=0.3이라면 E=2.6×106 N/mm2E=2.6\times 10^{6}\,\mathrm{N/mm^2}이어야 하므로 측정값과 맞지 않는다.

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