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원형단면의 단순보가 그림과 같이 등분포하중 ω=10N/m를 받고 허용응… | [일반기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 20년 3회차
원형단면의 단순보가 그림과 같이 등분포하중 ω=10N/m를 받고 허용응력이 800Pa일 때 단면의 지름은 최소 몇 mm가 되어야 하는가?
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해설

단면의 지름은 최소 약 330 mm가 되어야 한다.

그림은 A(회전지점)와 B(이동지점) 사이 전체 길이 L = 200 cm 인 단순보이고, ω = 10 N/m 는 A에서 C까지 왼쪽 100 cm 구간에만 작용한다. 합력 10 N 이 A에서 0.5 m 지점에 있으므로 RB = 10×0.5/2 = 2.5 N, RA = 7.5 N이다.

최대 굽힘모멘트는 전단력이 0이 되는 곳에서 생긴다.
7.5 − 10x = 0 → x = 0.75 m
Mmax = 7.5×0.75 − 10×0.75²/2 = 2.8125 N·m

원형단면의 단면계수 Z = πd³/32 를 σ = M/Z 에 넣어 지름을 구한다.
d = ∛[32M/(πσ)] = ∛[32×2.8125/(π×800)] = ∛0.0358 = 0.3296 m
d ≈ 330 mm

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