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1[건설기계설비기사 필기] 20년 2회차
0.4m × 0.4m인 정사각형 ABCD를 아래 그림에 나타내었다. 하중을 가한 후의 변형상태는 점선으로 나타내었다. 이때 A지점에서 전단 변형률 성분의 평균값(γxy)는?
문제 이미지
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0.001
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0.000625
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-0.0005
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-0.000625
해설

A지점에서의 평균 전단변형률은 γxy=−0.0005\gamma_{xy} = -0.0005이다.

그림에서 변형 전 정사각형은 A(0, 0), B(0, 400), C(400, 400), D(400, 0)[mm]이고, 점선으로 표시된 변형 후에는 A가 x방향으로 0.3 mm, B가 아래로 0.25 mm, C가 x방향으로 0.15 mm, D가 x방향으로 0.7 mm·y방향으로 0.1 mm 이동해 있다.

전단변형률은 γxy=∂u∂y+∂v∂x\gamma_{xy} = \dfrac{\partial u}{\partial y} + \dfrac{\partial v}{\partial x}, 즉 A에서 뻗은 두 변 AB(연직)와 AD(수평)의 기울기 변화를 더한 값이다.

∂u∂y=uB−uA400=0−0.3400=−0.00075\dfrac{\partial u}{\partial y} = \dfrac{u_B - u_A}{400} = \dfrac{0 - 0.3}{400} = -0.00075
∂v∂x=vD−vA400=0.1−0400=+0.00025\dfrac{\partial v}{\partial x} = \dfrac{v_D - v_A}{400} = \dfrac{0.1 - 0}{400} = +0.00025
γxy=−0.00075+0.00025=−0.0005\gamma_{xy} = -0.00075 + 0.00025 = -0.0005

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