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다음 그림과 같이 비틀림모멘트 T가 작용하는 얇은 원형 강관의 비틀림전… | 건축기사 실기 · 2023년 2회차 기출문제 상세 페이지

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다음 그림과 같이 비틀림모멘트 TT가 작용하는 얇은 원형 강관의 비틀림전단응력 τt\tau_t를 기호로 나타내시오. (단, 관 두께 중심선의 반지름 rr, 관 두께 tt)
T r t
해설

τt=T2t⋅Am=T2t⋅πr2\tau_t = \dfrac{T}{2t \cdot A_m} = \dfrac{T}{2t \cdot \pi r^2}
(AmA_m = 두께 중심선이 이루는 면적 =πr2= \pi r^2)


[해설]

브레트(Bredt) 공식에 따라 얇은 폐단면의 비틀림전단응력은 τ=T2tAm\tau = \dfrac{T}{2tA_m}이다. 여기서 AmA_m은 관 두께 중심선이 둘러싼 면적이다.

얇은 원형 강관은 두께 중심선의 반지름이 rr이므로 Am=πr2A_m = \pi r^2을 대입한다.
τt=T2t⋅πr2=T2πr2t\tau_t = \dfrac{T}{2t \cdot \pi r^2} = \dfrac{T}{2\pi r^2 t}

혼동 주의: AmA_m은 강관 재료의 단면적(2πrt2\pi rt)이 아니라 중심선 안쪽의 면적 전체다.

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