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1[일반기계기사 필기] 20년 3회차
안지름이 2m이고 1000kPa의 내압이 작용하는 원통형 압력 용기의 최대 사용응력이 200MPa이다. 용기의 두께는 약 몇 mm인가? (단, 안전계수는 2이다.)
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해설

원통형 압력 용기의 두께는 Lamé 공식으로 구한다. 내압 pp를 받는 원통의 원주 응력(hoop stress)은 σ=pd2t\sigma = \frac{pd}{2t}이며, 여기서 dd는 안지름, tt는 두께다. 허용응력은 최대 사용응력을 안전계수로 나눈 값이므로 σallow=2002=100 MPa\sigma_{allow} = \frac{200}{2} = 100\text{ MPa}이다. 주어진 값을 대입하면 100=1000×103×22×t100 = \frac{1000 \times 10^3 \times 2}{2 \times t}에서 t=1000×103×22×100×106=2×106200×106=0.01 m=10 mmt = \frac{1000 \times 10^3 \times 2}{2 \times 100 \times 10^6} = \frac{2 \times 10^6}{200 \times 10^6} = 0.01\text{ m} = 10\text{ mm}이다.

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