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다음과 같은 평면응력상태에서 최대전단응력은 약 몇 MPa 인가?x 방향… | [건설기계설비기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 16년 1회차

다음과 같은 평면응력상태에서 최대전단응력은 약 몇 MPa 인가?

  • x 방향 인장응력 : 175MPa
  • y 방향 인장응력 : 35MPa
  • xy 방향 전단응력 : 60MPa
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해설

최대전단응력은 약 92 MPa이다.

주어진 평면응력 상태는 σx=175 MPa\sigma_x=175\ \mathrm{MPa}, σy=35 MPa\sigma_y=35\ \mathrm{MPa}(둘 다 인장), τxy=60 MPa\tau_{xy}=60\ \mathrm{MPa}이다.

Mohr 원의 반지름이 곧 최대전단응력이므로
τmax=(σx−σy2)2+τxy2\tau_{max}=\sqrt{\left(\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}\right)^{2}+\tau_{xy}^{2}}
=(175−352)2+602=702+602=\sqrt{\left(\dfrac{175-35}{2}\right)^{2}+60^{2}}=\sqrt{70^{2}+60^{2}}
=8500≈92.2 MPa=\sqrt{8500}\approx92.2\ \mathrm{MPa}

두 수직응력의 차를 2로 나누지 않으면 152 MPa로 지나치게 커지고, 전단응력 항을 빼고 계산하면 70 MPa에 그쳐 실제 최대전단응력보다 작아진다.

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