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코일 스프링에서 코일의 평균 지름은 32mm, 소선의 지름은 4mm이다… | [컴퓨터응용가공산업기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[컴퓨터응용가공산업기사 필기] 19년 1회차
코일 스프링에서 코일의 평균 지름은 32mm, 소선의 지름은 4mm이다. 스프링 소재의 허용전단응력이 340MPa일 때 지지할 수 있는 최대 하중은 약 몇 N인가? (단, Wahl의 응력수정계수(K)는 문제 이미지 (C. 스프링지수)이다.)
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해설

지지할 수 있는 최대 하중은 225N에 가장 근접한다.

스프링지수 C=D/d=32/4=8C = D/d = 32/4 = 8이므로 Wahl 수정계수는
K=4C−14C−4+0.615C=3128+0.0769≈1.184K = \frac{4C-1}{4C-4} + \frac{0.615}{C} = \frac{31}{28} + 0.0769 \approx 1.184이다.

허용전단응력 공식 τ=K⋅8PDπd3\tau = K \cdot \frac{8PD}{\pi d^3}에서 하중을 구하면
P=τπd38KD=340×π×438×1.184×32P = \frac{\tau \pi d^3}{8KD} = \frac{340 \times \pi \times 4^3}{8 \times 1.184 \times 32}이다.
분자는 340×3.1416×64≈68360340 \times 3.1416 \times 64 \approx 68360, 분모는 8×1.184×32≈303.18 \times 1.184 \times 32 \approx 303.1이므로
P≈225.6NP \approx 225.6\text{N}이다.

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