그림과 같이 두 가지 재료로 된 봉이 하중 P를 받으면서 강체로 된 보… | [일반기계기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

강체 보가 수평을 유지하려면 두 봉의 신장량이 같아야 하고, 그 조건에서 Al봉 응력은 70MPa가 된다.
그림에서 Al봉 길이는 50cm, 강봉 길이는 70cm이며 지름은 둘 다 d로 같다. 수평 유지 조건 δAl=δs는 곧 $\dfrac{\sigma_a L_a}{E_a}=\dfrac{\sigma_s L_s}{E_s}$이다.
정리하면 $\sigma_a=\sigma_s\cdot\dfrac{L_s}{L_a}\cdot\dfrac{E_a}{E_s}$이고, 대입하면 $\sigma_a=150\times\dfrac{70}{50}\times\dfrac{1}{3}=70\,\mathrm{MPa}$.
길이가 더 긴 강봉이 같은 변형량을 내려면 변형률이 작아야 하는데 탄성계수가 3배 크므로 응력은 오히려 커진다. 짧고 무른 Al봉의 응력이 훨씬 작게 나오는 이유다.