그림과 같이 지름 d인 강철봉이 안지름 d, 바깥지름 D인 동관에 끼워… | [일반기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 20년 3회차
그림과 같이 지름 d인 강철봉이 안지름 d, 바깥지름 D인 동관에 끼워져서 두 강체 평판 사이에서 압축되고 있다. 강철봉 및 동관에 생기는 응력을 각각 σs, σc라고 하면 응력의 비(σs/σc)의 값은? (단, 강철(Es) 및 동(Ec)의 탄성계수는 각각 Es=200GPa, Ec=120GPa이다.)
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3/5
2
4/5
3
5/4
4
5/3
해설
응력의 비 σs/σc는 5/3이다.
그림처럼 강철봉과 동관이 두 강체 평판 사이에 함께 끼워져 눌리면 원래 길이가 같고 줄어드는 양도 같으므로 두 재료의 변형률이 서로 같다(εs = εc). 이런 병렬 조합에서 응력의 비를 정하는 것은 하중 분담이 아니라 탄성계수다.
ε = σ/E 이므로 σs/Es = σc/Ec
σs/σc = Es/Ec = 200/120 = 5/3그림의 치수 d, D는 각 재료가 하중 P를 얼마씩 나누어 받는지 계산할 때 필요할 뿐, 응력의 비 자체에는 들어가지 않는다. 탄성계수가 큰 강철 쪽이 더 큰 응력을 받는다는 점도 결과와 맞는다.
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