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50kN의 축방향 하중과 비틀림이 동시에 작용하고 있을 때 가장 적절한… | [컴퓨터응용가공산업기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[컴퓨터응용가공산업기사 필기] 20년 1회차
50kN의 축방향 하중과 비틀림이 동시에 작용하고 있을 때 가장 적절한 최소 크기의 체결용 미터나사는? (단, 허용인장응력은 45N/mm2이고, 비틀림 전단응력은 수직응력의 1/3이다.)
1
M36
2
M42
3
M48
4
M56
해설

필요한 나사의 바깥지름이 약 54.4mm이므로 이보다 큰 최소 규격인 M56을 선정한다.

축방향 하중만 받는 체결용 나사는 골지름이 바깥지름의 약 0.8배인 점을 이용해 W=σad22W = \sigma_a \dfrac{d^2}{2}, 즉 d=2Wσad = \sqrt{\dfrac{2W}{\sigma_a}}로 지름을 구한다.

비틀림이 함께 작용하고 그 전단응력이 수직응력의 1/31/3인 경우에는 하중을 4/34/3배로 키운 상당하중으로 계산하므로 W′=43×50,000=66,667 NW' = \dfrac{4}{3} \times 50{,}000 = 66{,}667\ \mathrm{N}이다.

따라서 d=2×66,66745≈54.4 mmd = \sqrt{\dfrac{2 \times 66{,}667}{45}} \approx 54.4\ \mathrm{mm}이며, M48은 부족하므로 M56이 가장 적절한 최소 크기가 된다.

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