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다음 구조물에 하중 P = 1kN이 작용할 때 연결핀에 걸리는 전단응력… | [건설기계설비기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 20년 2회차
다음 구조물에 하중 P = 1kN이 작용할 때 연결핀에 걸리는 전단응력은 약 얼마인가? (단, 연결핀의 지름은 5mm 이다.)
문제 이미지
1
25.46 kPa
2
50.92 kPa
3
25.46 MPa
4
50.92 MPa
해설

연결핀이 두 개의 단면에서 전단을 받으므로 전단응력은 약 25.46 MPa이다.

그림은 하중 P=1 kNP = 1\,\mathrm{kN}이 걸리는 안쪽 부재가 바깥쪽 U자형 부재 사이에 끼워지고 핀이 이를 관통하는 구조로, 하중이 핀의 좌·우 두 단면으로 나뉘어 전달되는 복전단(양면전단)이다.

핀 한 단면의 면적: A=πd24=π(5 mm)24=19.63 mm2A = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi (5\,\mathrm{mm})^2}{4} = 19.63\,\mathrm{mm^2}
τ=P2A=1000 N2×19.63 mm2=25.46 N/mm2=25.46 MPa\tau = \dfrac{P}{2A} = \dfrac{1000\,\mathrm{N}}{2 \times 19.63\,\mathrm{mm^2}} = 25.46\,\mathrm{N/mm^2} = 25.46\,\mathrm{MPa}

단전단으로 잘못 보면 50.92 MPa가 나오고, 단위를 kPa로 두면 1000배 어긋난다. 1 N/mm2=1 MPa1\,\mathrm{N/mm^2} = 1\,\mathrm{MPa}임을 기억하면 kPa 단위 보기는 자연히 걸러진다.

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