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지름 2cm, 길이 1m의 원형단면 외팔보의 자유단에 집중하중이 작용할… | [일반기계기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 16년 3회차
지름 2cm, 길이 1m의 원형단면 외팔보의 자유단에 집중하중이 작용할 때, 최대 처짐량이 2cm가 되었다면, 최대 굽힘응력은 약 몇 MPa인가? (단, 보의 세로탄성계수는 200GPs이다.)
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해설

이 외팔보의 최대 굽힘응력은 약 120MPa이다.

처짐 공식 δ=PL33EI\delta=\dfrac{PL^3}{3EI}에서 하중을 구하면 P=3EIδL3P=\dfrac{3EI\delta}{L^3}이고, 단면 2차모멘트는 I=πd4647.85×109 m4I=\dfrac{\pi d^4}{64}\approx7.85\times10^{-9}\ \mathrm{m^4}이다.

대입하면 P94.2 NP\approx94.2\ \mathrm{N}, 최대굽힘모멘트 M=PL94.2 NmM=PL\approx94.2\ \mathrm{N\cdot m}이다.

따라서 σ=M(d/2)I94.2×0.017.85×109120 MPa\sigma=\dfrac{M(d/2)}{I}\approx\dfrac{94.2\times0.01}{7.85\times10^{-9}}\approx120\ \mathrm{MPa}가 된다.

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