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1[일반기계기사 필기] 19년 3회차
단면이 가로 100mm, 세로 150mm인 사각단면보다 그림과 같이 하중(P)을 받고 있다. 전단응력에 의한 설계에서 P는 각각 100kN 씩 작용할 때, 이 재료의 허용전단응력은 몇 MPa인가?(단, 안전계수는 2이다.)
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해설
단면에 실제로 걸리는 최대 전단응력이 10MPa이고, 여기에 안전계수 2를 반영하면 허용전단응력은 20MPa이다.
그림은 양단 지지보의 좌·우 대칭 위치(각 지점에서 0.5m)에 P를 하나씩 받는 형태라 반력이 각각 100kN이 되고, 따라서 최대 전단력 F = 100kN이다.
단면적 A = 100 × 150 = 15,000mm2이고 직사각형 단면의 최대 전단응력은 평균값의 1.5배이므로 τ = 1.5 × 100,000/15,000 = 10MPa.
안전계수 2를 확보하려면 기준이 되는 전단응력이 발생응력의 2배는 되어야 하므로 10 × 2 = 20MPa.
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