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1[건설기계설비기사 필기] 18년 3회차
45°각의 로제트 게이지로 측정한 결과가 ε0°=400×10-6, ε45°=400×10-6, ε90°=200×10-6일 때, 주응력은 약 몇 MPa인가? (단, 포아송 비 ν=0.3, 탄성계수 E=206 GPa이다.)
1
σ1=100, σ2=56
2
σ1=110, σ2=66
3
σ1=120, σ2=76
4
σ1=130, σ2=86
해설

45° 로제트 게이지 식으로 전단변형률을 구하면 γxy=2ε45−(ε0+ε90)=200×10−6\gamma_{xy} = 2\varepsilon_{45} - (\varepsilon_0 + \varepsilon_{90}) = 200 \times 10^{-6}이다.

주변형률은 ε1,2=ε0+ε902±(ε0−ε902)2+(γxy2)2=300×10−6±141×10−6\varepsilon_{1,2} = \dfrac{\varepsilon_0+\varepsilon_{90}}{2} \pm \sqrt{\left(\dfrac{\varepsilon_0-\varepsilon_{90}}{2}\right)^2 + \left(\dfrac{\gamma_{xy}}{2}\right)^2} = 300\times10^{-6} \pm 141\times10^{-6}이므로 ε1=441×10−6\varepsilon_1 = 441\times10^{-6}, ε2=159×10−6\varepsilon_2 = 159\times10^{-6}이다.

평면응력 상태의 주응력은 σ1=E1−ν2(ε1+νε2)\sigma_1 = \dfrac{E}{1-\nu^2}(\varepsilon_1+\nu\varepsilon_2), σ2=E1−ν2(ε2+νε1)\sigma_2 = \dfrac{E}{1-\nu^2}(\varepsilon_2+\nu\varepsilon_1)에 대입해 구하면 σ1≈110 MPa\sigma_1 \approx 110\,\mathrm{MPa}, σ2≈66 MPa\sigma_2 \approx 66\,\mathrm{MPa}가 된다.

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