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안지름 500mm, 내압 1.2MPa인 원통형 보일러 용기를 리벳 세로… | [국회직 9급 기계설계] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[국회직 9급 기계설계] 19년 1회차
안지름 500mm, 내압 1.2MPa인 원통형 보일러 용기를 리벳 세로 이음(Longitudinal Joint)으로 안전하게 설계하기 위한 판의 최소 두께[mm]는? (단, 판의 인장강도는 400MPa, 안전계수는 4, 이음효율은 60%, 부식여유는 1mm이다.)
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해설

판의 최소 두께는 6 mm6\,\mathrm{mm}이다.

세로 이음은 원주방향 응력을 받으므로 허용응력에 이음효율을 곱하고 부식여유를 더한다.
σa=4004=100 MPa\sigma_a=\dfrac{400}{4}=100\,\mathrm{MPa}
t=pD2σaη+ct=\dfrac{pD}{2\sigma_a\eta}+c

값을 대입하면 다음과 같다.
t=1.2×5002×100×0.6+1=5+1=6 mmt=\dfrac{1.2\times 500}{2\times 100\times 0.6}+1=5+1=6\,\mathrm{mm}

  • 5 mm5\,\mathrm{mm}는 부식여유를 더하지 않은 값이다.
  • 축방향 응력 식을 쓰면 두께가 작게 나오지만, 세로 이음의 설계 기준은 그보다 큰 원주방향 응력이다.

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