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

너클 핀은 포크 양쪽에서 지지되어 전단면이 2개(이중 전단)이므로 핀 지름은 약 16mm 이상이어야 한다.
그림은 축에 붙은 아이(eye)를 포크가 감싸고 그 사이를 지름 $d_1$ 인 핀이 관통하는 구조로, 하중 P가 좌우로 당길 때 아이 양옆 포크 두 곳에서 핀이 잘리려 한다.
전단응력 식은 $\tau=\dfrac{P}{2\times\frac{\pi d_1^{2}}{4}}=\dfrac{2P}{\pi d_1^{2}}$ 이다.
대입하면 $d_1=\sqrt{\dfrac{2P}{\pi\tau}}=\sqrt{\dfrac{2\times20000}{\pi\times50}}$
계산하면 $d_1=\sqrt{254.6}\approx15.96\ \mathrm{mm}$ 이므로 16mm가 된다.
전단면을 하나로 잘못 잡으면 $d_1=\sqrt{4\times20000/(\pi\times50)}\approx22.6\ \mathrm{mm}$ 라는 값이 나와 어느 보기와도 맞지 않는다. 너클 핀 계산에서는 반드시 양쪽 전단으로 두는 것이 핵심이다.