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지름 3mm의 철사로 평균지름 75mm의 압축코일 스프링을 만들고 하중… | [일반기계기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 15년 2회차
지름 3mm의 철사로 평균지름 75mm의 압축코일 스프링을 만들고 하중 10N에 대하여 3cm의 처짐량을 생기게 하려면 감은 회수(n)는 대략 얼마로 해야 하는가? (단, 전단 탄성계수 G = 88GPa 이다.)
1
n = 8.9
2
n = 8.5
3
n = 5.2
4
n = 6.3
해설

압축코일스프링의 처짐량 공식에서 감김 수 nn을 구하면 약 6.3회가 된다.

처짐량 공식은 δ=8nD3FGd4\delta = \dfrac{8nD^3F}{Gd^4}이므로 n=δGd48FD3n = \dfrac{\delta G d^4}{8FD^3}이다.

단위를 mm로 맞추면 D=75 mmD=75~\mathrm{mm}, d=3 mmd=3~\mathrm{mm}, δ=30 mm\delta=30~\mathrm{mm}, G=88,000 MPaG=88{,}000~\mathrm{MPa}이다.
대입하면 n=30×88000×348×10×7536.3n = \dfrac{30 \times 88000 \times 3^4}{8 \times 10 \times 75^3} \approx 6.3이다.

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