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속이 빈 주철재 기둥에 100 kN의 축방향 압축하중이 걸릴 때 오일러… | [건설기계설비기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 18년 3회차
속이 빈 주철재 기둥에 100 kN의 축방향 압축하중이 걸릴 때 오일러의 좌굴 길이를 구하면 약 몇 cm인가? (단, 양단은 회전상태이며, E=105 GPa, I=260 cm4이다.)
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해설

양단 회전(핀-핀) 지지에서 오일러 좌굴하중은 Pcr=π2EIL2P_{cr} = \dfrac{\pi^2 EI}{L^2}로 나타내며, 이 식을 좌굴길이 LL에 대해 정리하여 계산한다.

단면2차모멘트를 단위 환산하면 I=260 cm4=2.6×10−6 m4I = 260\,\mathrm{cm^4} = 2.6\times10^{-6}\,\mathrm{m^4}이므로 EI=105×109 Pa×2.6×10−6 m4=2.73×105 N⋅m2EI = 105\times10^9\,\mathrm{Pa} \times 2.6\times10^{-6}\,\mathrm{m^4} = 2.73\times10^5\,\mathrm{N\cdot m^2}이고, 하중 Pcr=100 kNP_{cr}=100\,\mathrm{kN}을 대입하면 L2=π2×2.73×105100000≈26.9 m2L^2 = \dfrac{\pi^2 \times 2.73\times10^5}{100000} \approx 26.9 \, \mathrm{m^2}이다.

따라서 L=26.9≈5.19 m=519 cmL = \sqrt{26.9} \approx 5.19 \, \mathrm{m} = 519 \, \mathrm{cm}로, 좌굴길이는 약 519 cm이다.

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