단면 지름이 3cm인 환봉이 25kN의 전단하중을 받아서 0.00075… | [일반기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 20년 3회차

단면 지름이 3cm인 환봉이 25kN의 전단하중을 받아서 0.00075 rad 의 전단변형률을 발생시켰다. 이때 재료의 세로탄성계수는 약 몇 GPa인가? (단, 이 재료의 포아송 비는 0.3이다.)

75.5

94.4

122.6

157.2

해설

전단응력은  $\tau = \dfrac{F}{A} = \dfrac{25{,}000}{\frac{\pi}{4}(30\mathrm{mm})^2} \approx 35.4\ \mathrm{MPa}$ 이다.
전단탄성계수는  $G = \dfrac{\tau}{\gamma} = \dfrac{35.4}{0.00075} \approx 47{,}200\ \mathrm{MPa} = 47.2\ \mathrm{GPa}$ 이다.
등방성 재료의 관계식  $E = 2G(1+\nu)$ 에 포아송비 0.3을 대입하면 세로탄성계수는  $E = 2 \times 47.2 \times 1.3 \approx 122.6\ \mathrm{GPa}$ 이다.

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