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그림과 같은 두 개의 판재가 볼트로 체결된 채 500N의 인장력을 받고… | [건설기계설비기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 16년 2회차
그림과 같은 두 개의 판재가 볼트로 체결된 채 500N의 인장력을 받고 있다. 볼트의 중간단면에 작용하는 전단응력은? (단, 볼트의 골지름은 1cm이다.)
문제 이미지
1
5.25MPa
2
6.37MPa
3
7.43MPa
4
8.76MPa
해설

볼트가 받는 전단면이 한 개(1면 전단)이므로 전단응력은 약 6.37 MPa 이다.

그림은 두 판재를 겹쳐 볼트 한 개로 체결하고 좌우로 각각 500 N 씩 잡아당기는 겹치기 이음이다. 전단이 일어나는 면은 두 판재가 맞닿는 곳 단 한 군데이고, 저항 단면적은 골지름 1 cm 인 원 단면이다.

A=πd24=π×(0.01 m)24=7.854×10−5 m2A=\dfrac{\pi d^2}{4}=\dfrac{\pi\times(0.01\,\mathrm{m})^2}{4}=7.854\times10^{-5}\,\mathrm{m^2}
τ=PA=5007.854×10−5=6.37×106 Pa=6.37 MPa\tau=\dfrac{P}{A}=\dfrac{500}{7.854\times10^{-5}}=6.37\times10^{6}\,\mathrm{Pa}=6.37\,\mathrm{MPa}

전단면을 두 개로 잘못 잡으면 약 3.2 MPa 이 되고, 지름을 골지름 대신 바깥지름으로 잡아도 값이 달라진다. 전단면 수와 골지름 두 가지를 그림과 단서에서 확인하는 것이 요령이다.

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