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1[국회직 9급 기계설계] 18년 1회차
아래 그림과 같은 측면 필렛 용접이음에서 판의 한쪽 끝에 힘 P가 작용할 때, 용착금속의 허용 전단응력을 50 MPa이라고 하면 가할 수 있는 최대 힘 P는 몇 kN인가?

문제 이미지
1
452\frac{45}{\sqrt{2}}
2
45
3
45245\sqrt{2}
4
90
5
90290\sqrt{2}
해설

측면 필렛 용접 두 줄의 전단 강도로 구하면 최대 힘은 902 kN90\sqrt{2}\ \mathrm{kN}이다.

전단 면적은 목두께×용접길이이고, 그림의 용접선은 위아래 2줄이다. 판 폭은 측면 용접의 전단 면적에 들어가지 않는다.
a=12cos⁡45∘=62 mma=12\cos 45^{\circ}=6\sqrt{2}\ \mathrm{mm}
A=2×62×150=18002 mm2A=2\times 6\sqrt{2}\times 150=1800\sqrt{2}\ \mathrm{mm^{2}}

허용 전단응력을 곱한다.
P=τaA=50×18002P=\tau_{a}A=50\times 1800\sqrt{2}
P=900002 N=902 kNP=90000\sqrt{2}\ \mathrm{N}=90\sqrt{2}\ \mathrm{kN}

  • 452 kN\dfrac{45}{\sqrt{2}}\ \mathrm{kN}은 올바른 값의 4분의 1로, 전단 면적을 지나치게 작게 잡은 값이다.
  • 45 kN45\ \mathrm{kN}은 용접선 1줄에 목두께를 판 두께의 절반으로 잡은 값이다.
  • 452 kN45\sqrt{2}\ \mathrm{kN}은 용접선을 1줄만 계산한 값이다.
  • 90 kN90\ \mathrm{kN}은 목두께를 판 두께의 절반으로 잡은 값이다.

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