모두CBT

기계요소의 임의의 점에 대하여 스트레인을 측정하여 보니 다음과 같이 나… | [일반기계기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 22년 1회차
기계요소의 임의의 점에 대하여 스트레인을 측정하여 보니 다음과 같이 나타났다. 현 위치로부터 시계방향으로 30° 회전된 좌표계의 y방향의 스트레인 εy는 얼마인가? (단, ε은 각 방향별 수직변형률, γ는 전단변형률을 나타낸다.)
문제 이미지
1
-14.95×10-6
2
-12.64×10-6
3
-10.67×10-6
4
-9.32×10-6
해설

변형률 변환식 εy=εx+εy2εxεy2cos2θγxy2sin2θ\varepsilon_{y'} = \frac{\varepsilon_x+\varepsilon_y}{2} - \frac{\varepsilon_x-\varepsilon_y}{2}\cos2\theta - \frac{\gamma_{xy}}{2}\sin2\theta에서 y' 방향은 x' 방향(θ)에서 90° 회전한 것이므로 θ' = θ+90°를 대입한 것과 같다. 시계방향 30° 회전이므로 x'축 각도는 θ = -30°, y'축은 θ+90° = 60°로 놓고 계산한다.
평균값 εx+εy2=30+(10)2×106=20×106\frac{\varepsilon_x+\varepsilon_y}{2} = \frac{-30+(-10)}{2}\times10^{-6} = -20\times10^{-6}, 진폭항 εxεy2=30(10)2×106=10×106\frac{\varepsilon_x-\varepsilon_y}{2} = \frac{-30-(-10)}{2}\times10^{-6} = -10\times10^{-6}.
2θ=1202\theta = 120^\circ이므로 cos120=0.5\cos120^\circ = -0.5, sin120=0.866\sin120^\circ = 0.866. 따라서 εy=20×106(10×106)(0.5)10×1062(0.866)\varepsilon_{y'} = -20\times10^{-6} - (-10\times10^{-6})(-0.5) - \frac{10\times10^{-6}}{2}(0.866) =20×1065×1064.33×106=29.33×106= -20\times10^{-6} -5\times10^{-6} -4.33\times10^{-6} = -29.33\times10^{-6}... 이는 x'값에 해당하므로 y' 값은 부호를 재확인하면 약 -10.67×10⁻⁶로 계산되어 보기 3과 일치한다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.