그림과 같이 지름 10cm의 원형 단면보 끝단에 3.6kN의 하중을 가… | [일반기계기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 21년 3회차
그림과 같이 지름 10cm의 원형 단면보 끝단에 3.6kN의 하중을 가하고 동시에 1.8kN·m의 비틀림 모멘트를 작용시킬 때 고정단에 생기는 최대전단응력은 약 몇 MPa인가?
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10.1
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20.5
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30.3
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40.6
해설
굽힘과 비틀림을 동시에 받는 축이므로 상당비틀림모멘트로 계산하면 최대전단응력은 약 20.5 MPa이다.
그림에서 고정단(벽)부터 하중이 걸리는 자유단까지 거리는 100 cm(=1 m), 단면은 지름 10 cm의 원형이다. 고정단 굽힘모멘트 M = 3.6 kN × 1 m = 3.6 kN·m, 비틀림모멘트 T = 1.8 kN·m.
상당비틀림모멘트 Te = √(M² + T²) = √(3.6² + 1.8²) = √16.2 = 4.025 kN·m.
τmax = 16Te/(πd³) = 16 × 4.025×10³ ÷ (π × 0.1³) ≒ 20.5×10⁶ Pa = 20.5 MPa.
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