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그림과 같이 재료와 단면이 같고 길이가 서로 다른 강봉에 지지되어 있는… | [건설기계설비기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 17년 2회차
그림과 같이 재료와 단면이 같고 길이가 서로 다른 강봉에 지지되어 있는 강체 보에 하중을 가했을 때 A, B에서의 변위의 비 δA/δB는?
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해설

변위의 비는 δAδB=b l1a l2\dfrac{\delta_A}{\delta_B}=\dfrac{b\,l_1}{a\,l_2} 이다.

그림에서 강체 보는 길이 l1l_1인 강봉으로 A에서, 길이 l2l_2인 강봉으로 B에서 매달려 있고 하중 WW는 A에서 aa, B에서 bb 떨어진 점에 작용한다. 보가 강체이므로 두 봉의 장력은 모멘트 평형만으로 결정된다.
PA=Wba+b,PB=Waa+bP_A=\dfrac{Wb}{a+b},\qquad P_B=\dfrac{Wa}{a+b}

재료와 단면적이 같으므로 각 봉의 신장량은 δ=PLAE\delta=\dfrac{PL}{AE}이고, 비를 취하면 AEAE가 소거된다.
δAδB=PAl1PBl2=b l1a l2\dfrac{\delta_A}{\delta_B}=\dfrac{P_A l_1}{P_B l_2}=\dfrac{b\,l_1}{a\,l_2}

즉 하중에서 멀수록 장력이 작고 봉이 길수록 더 늘어난다는 두 효과가 곱으로 나타난다. aa와 bb를 맞바꾸거나 l1l_1과 l2l_2를 뒤집은 식은 이 관계에 어긋난다.

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