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판 두께 3mm를 사용하여 내압 20kN/cm2을 받을 수 있는 구형(… | [건설기계설비기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 20년 2회차
판 두께 3mm를 사용하여 내압 20kN/cm2을 받을 수 있는 구형(spherical) 내압용기를 만들려고 할 때, 이 용기의 최대 안전내경 d를 구하면 몇 cm 인가? (단, 이 재료의 허용 인장응력을 σw = 800kN/cm2 으로 한다.)
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해설

얇은 구형 내압용기에 생기는 막응력(원주응력)은 σ=p d4t\sigma = \dfrac{p\,d}{4t}로 주어지므로, 허용응력 조건에서 최대 안전내경은 d=4tσwpd = \dfrac{4t\sigma_w}{p}로 구한다.

t=0.3 cmt = 0.3\ \mathrm{cm}, σw=800 kN/cm2\sigma_w = 800\ \mathrm{kN/cm^2}, p=20 kN/cm2p = 20\ \mathrm{kN/cm^2}를 대입하면
d=4×0.3×80020=48 cmd = \dfrac{4 \times 0.3 \times 800}{20} = 48\ \mathrm{cm}가 되어 최대 안전내경은 48cm이다.

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