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1[건설기계설비기사 필기] 16년 1회차
반지름이 r인 원형 단면의 단순보에 전단력 F가 가해졌다면, 이 때 단순보에 발생하는 최대 전단응력은?
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해설

반지름 r인 원형 단면의 최대 전단응력은 4F / (3πr²)이다.

보의 전단응력 분포식 τ=F QI b\tau=\dfrac{F\,Q}{I\,b}를 원형 단면에 적용하면 전단응력은 중립축에서 최대가 되고, 그 값은 단면 평균 전단응력의 4/3배가 된다.

τmax=43⋅FA=43⋅Fπr2=4F3πr2\tau_{max}=\dfrac{4}{3}\cdot\dfrac{F}{A}=\dfrac{4}{3}\cdot\dfrac{F}{\pi r^{2}}=\dfrac{4F}{3\pi r^{2}}

직사각형 단면일 때의 계수는 3/2이므로 τmax=3F2A\tau_{max}=\dfrac{3F}{2A}인데, 이 계수를 원형 단면 면적 πr²에 그대로 붙이면 틀린 식이 된다. 계수를 2/3나 5/3로 둔 식도 근거가 없다.

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