모두CBT

다음 그림과 같은 사각단면의 상승 모멘트(Product of inert… | [일반기계기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 17년 3회차
다음 그림과 같은 사각단면의 상승 모멘트(Product of inertia) Ixy는 얼마인가?
문제 이미지
1
2
3
4
해설

좌표원점이 사각형의 모서리에 있으므로 상승모멘트는 0이 아니라 b²h²/4이다.

정의는 Ixy=xydAI_{xy}=\int xy\,dA이고, 그림처럼 원점 O에서 x방향 폭 b, y방향 높이 h인 사각형이면 Ixy=0b ⁣ ⁣0hxydydx=b22h22=b2h24I_{xy}=\int_0^b\!\!\int_0^h xy\,dy\,dx=\dfrac{b^2}{2}\cdot\dfrac{h^2}{2}=\dfrac{b^2h^2}{4}.

도심을 지나는 축이었다면 대칭성 때문에 상승모멘트가 0이다. 평행축 정리로 확인해도 Ixy=0+Axˉyˉ=bhb2h2=b2h24I_{xy}=0+A\bar{x}\bar{y}=bh\cdot\dfrac{b}{2}\cdot\dfrac{h}{2}=\dfrac{b^2h^2}{4}로 같다.

차원으로도 걸러낼 수 있다. 상승모멘트는 단면2차모멘트와 같은 길이의 4제곱 차원이어야 하므로 b²h³ 같은 5제곱 조합은 애초에 성립하지 않는다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.