그림과 같이 지름 d인 강철봉이 안지름 d, 바깥지름 D인 동관에 끼워… | [일반기계기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 16년 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 미(σs/σc)의 값은? (단, 강철(Es) 및 동(Ec)이 탄성계수는 각각 Es=200GPa, Ec=120Gpa이다.)
1
3/5
2
4/5
3
5/4
4
5/3
해설
두 재료의 변형률이 같으므로 응력비는 곧 탄성계수비인 5/3이다.
그림에서 강철봉과 그것을 감싼 동관은 위·아래 강체 평판 사이에 끼워져 함께 눌린다. 평판이 강체라 두 부재의 처음 길이도, 줄어든 길이도 같으므로
εs = εc후크의 법칙 σ = Eε를 적용하면
σs/Es = σc/Ec
σs/σc = Es/Ec = 200/120 = 5/3지름 d와 D는 각 재료가 분담하는 하중을 나눌 때 필요한 값일 뿐, 응력의 비 자체는 단면적과 무관하다. 탄성계수가 큰 강철이 더 큰 응력을 받으므로 비는 1보다 커야 하고, 120/200 = 3/5처럼 뒤집힌 값은 답이 될 수 없다.
내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.