너클 핀이음에서 인장하중(P) 20kN을 지지하기 위한 핀의 지름(d1… | [기계설계산업기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

핀의 지름은 약 16mm 이상이면 된다.
그림처럼 너클 핀 이음은 포크가 양쪽에서 아이를 감싸고 핀이 이를 관통하므로, 핀은 두 곳의 단면에서 전단(2면 전단)을 받는다. 따라서 전단에 저항하는 면적은 핀 단면적의 2배다.
$\tau = \dfrac{P}{2 \times \dfrac{\pi d_1^{2}}{4}} = \dfrac{2P}{\pi d_1^{2}}$
$d_1 = \sqrt{\dfrac{2P}{\pi \tau}} = \sqrt{\dfrac{2 \times 20000}{\pi \times 50}} = \sqrt{254.6} \approx 16\,\mathrm{mm}$
1면 전단으로 잘못 보면 $d_1 = \sqrt{4P/(\pi\tau)} \approx 22.6\,\mathrm{mm}$가 되어 답이 달라지므로, 포크가 양쪽에 있는 구조인지를 그림에서 먼저 확인해야 한다.