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지름이 4mm인 강선이 그림과 같이 반지름이 500mm인 원통 위에서 … | [자동차정비산업기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[자동차정비산업기사 필기] 15년 2회차
지름이 4mm인 강선이 그림과 같이 반지름이 500mm인 원통 위에서 휘어져 있을 때 최대굽힘 응력은 몇 kgf/cm2 인가? (단, E=2.0×106kgf/cm2 이다)
문제 이미지
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796.8
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1593.6
3
7968
4
15936
해설

원통에 감겨 휘어진 강선의 최대 굽힘응력은 7968 kgf/cm2이다.

곡률반지름 ρ로 휘어진 봉의 굽힘응력은 σ=E⋅yρ\sigma = \dfrac{E \cdot y}{\rho} 로 구한다. 여기서 y는 중립축에서 최외단까지 거리다.

강선 지름 4mm = 0.4cm이므로 y=0.2 cmy = 0.2\ \mathrm{cm}, 원통 반지름 500mm = 50cm에 강선 반지름을 더한 것이 강선 중심선의 곡률반지름이므로 ρ=50+0.2=50.2 cm\rho = 50 + 0.2 = 50.2\ \mathrm{cm} 이다.

대입하면
σ=2.0×106×0.250.2≒7968 kgf/cm2\sigma = \dfrac{2.0 \times 10^{6} \times 0.2}{50.2} \fallingdotseq 7968\ \mathrm{kgf/cm^{2}}
이 된다. 지름과 반지름, mm와 cm를 섞어 쓰면 자릿수가 10배씩 어긋나므로 단위를 cm로 통일하는 것이 관건이다.

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