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1[일반기계기사 필기] 21년 1회차
그림과 같이 균일단면 봉이 100kN의 압축하중을 받고 있다. 재료의 경사 단면 Z-Z에 생기는 수직응력 σn, 전단응력 τn의 값은 각각 몇 MPa 인가? (단, 균일 단면 봉의 단면적은 1000 mm2 이다.)
1
σn = -38.2, τn = 26.7
2
σn = -68.4, τn = 58.8
3
σn = -75.0, τn = 43.3
4
σn = -86.2, τn = 56.8
해설
경사 단면 Z-Z에 생기는 응력은 σn = −75.0 MPa, τn = 43.3 MPa이다.
봉이 받는 축응력은 압축이므로
σ = −P/A = −(100×10³ N) ÷ (1000 mm²) = −100 MPa.그림의 30°는 봉의 축과 Z-Z 단면의 법선이 이루는 각이므로 θ = 30° 를 그대로 넣는다.
σn = σ·cos²θ = −100 × 0.75 = −75.0 MPa
|τn| = |σ|·sinθ·cosθ = 100 × 0.5 × 0.866 = 43.3 MPa전단응력은 45° 단면에서 최대 50 MPa 이므로 30°에서 43.3 MPa 가 나오는 것은 타당하며, 법선각 대신 단면 자체의 경사각을 넣으면 −25 MPa 같은 엉뚱한 값이 된다.
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