3 kN 의 짐을 들어 올리는데 필요한 볼트의 바깥지름은 약 몇 mm … | [컴퓨터응용밀링기능사 필기] 11년 2회차 기출문제 상세 페이지

볼트의 필요 바깥지름을 구하기 위해 인장응력 공식을 이용한다. 허용인장응력 $\sigma = \frac{F}{A}$에서 필요 단면적은 $A = \frac{F}{\sigma} = \frac{3000 \text{ N}}{4 \text{ MPa}} = \frac{3000}{4} = 750 \text{ mm}^2$이다. 볼트의 유효단면적(나선부 단면적)은 $A = \frac{\pi d^2}{4}$로 계산되므로, $750 = \frac{\pi d^2}{4}$에서 $d^2 = \frac{3000}{\pi} \approx 954.93$, $d \approx 30.9 \text{ mm}$이다. 그러나 일반적으로 볼트의 바깥지름은 유효지름보다 크므로, 표준 메트릭 나선의 피치를 고려할 때 유효지름 약 30.9 mm에 해당하는 바깥지름은 $d_0 \approx \sqrt{\frac{3000}{\pi}} \times 1.27 \approx 38.73 \text{ mm}$이다.