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1[승강기기사 필기] 22년 1회차

완충기에 사용하는 코일 스프링을 설계하고자 한다. 스프링에 작용하는 하중은 18kN, 스프링 소선의 지름은 26mm, 코일의 평균지름은 122mm일 때 이 스프링에 발생하는 전단응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 응력수정계수는 1.33으로 한다.)

해설

코일 스프링의 전단응력은  $\tau = K \cdot \frac{8PD}{\pi d^3}$ 로 구한다. 여기서 K는 응력수정계수, P는 하중, D는 코일 평균지름, d는 소선 지름이다.
주어진 값: P = 18 kN = 18,000 N, d = 26 mm, D = 122 mm, K = 1.33
 $\tau = 1.33 \times \frac{8 \times 18,000 \times 122}{\pi \times 26^3} = 1.33 \times \frac{17,568,000}{\pi \times 17,576} = 1.33 \times \frac{17,568,000}{55,189.4}$ 
 $= 1.33 \times 318.3 = 423.3 \text{ MPa}$ 
따라서 발생하는 전단응력은 약 423 MPa이다.

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