일반기계기사 필기요약 : 재료역학(응력조합상태, 평면도형의 성질, 비틀림, 보)

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재료역학 요약_1 : https://gamsung-gongdoll.tistory.com/54

일반기계기사 필기요약 : 재료역학(하중, 재료의 정역학)

 

 

예시 문제/풀이 :

 

2021년 05월 15일 필기 기출문제

 

 

5. 그림과 같이 평면응력 조건하에 최대 주응력은 몇 kPa 인가? (단, σx = 400kPa, σy = -400kPa, τxy = 300kPa 이다.)

 

① 400 ❷ 500 ③ 600 ④ 700

문제에서 주어진 조건	풀이
σx = 400kPa, σy = -400kPa, τxy = 300kPa	σmax = 1/2*(σx + σy) + 1/2* 루트((σx - σy)^2 + 4τxy^2) = 0 + 1/2 * 루트(800^2 + 4*300^2) = 500kPa

 

 

6. 전체 길이에 걸쳐서 균일 분포하중 200N/m가 작용하는 단순 지지보의 최대 굽힘응력은 몇 MPa 인가? (단, 폭×높이 = 3cm×4cm인 직사각형 단면이고, 보의 길이는 2m 이다. 또한 보의 지점은 양 끝단에 있다.)

❶ 12.5 ② 25.0 ③ 14.9 ④ 29.8

문제에서 주어진 조건	풀이
균일 분포하중 200N/m 폭×높이 = 3cm×4cm인 직사각형 단면이고, 보의 길이는 2m인 단순지지보

 

 

7. 다음 보에 발생하는 최대 굽힘 모멘트는?

 

①

②

③

❹

풀이

 

 

8. 바깥지름이 46mm인 속이 빈 축이 120kW의 동력을 전달하는데 이 때의 각속도는 40rev/s 이다. 이 축의 허용비틀림응력이 80 MPa 일 때, 안지름은 약 몇 mm 이하이어야 하는가? [2016년 3월 6일 19번 문제와 동일]

① 29.8 ❷ 41.8 ③ 36.8 ④ 48.8

문제에서 주어진 조건	풀이
바깥지름 d2 = 46mm 동력 H = 120kW 각속도 ω = 40rev/s 허용비틀림응력이 80 MPa	T = H/ω = 120kW / (2*pi*40) = 477.46N·m = T = τ*Zp = τ * Ip/e = τ * [(pi * (d2^4 - d1^4) / 32)/ (d2/2)] ∴ d1=41.8mm

 

9. 지름 200mm인 축이 120rpm으로 회전하고 있다. 2m 떨어진 두 단면에서 측정한 비틀림 각이 1/15 rad 이었다면 이 축에 작용하고 있는 비틀림 모멘트는 약 몇 kN·m인가? (단, 가로탄성계수는 80 GPa 이다.)

❶ 418.9 ② 356.6 ③ 305.7 ④ 286.8

문제에서 주어진 조건	풀이
d=200mm 각속도 ω = 120rpm 비틀림각 θ = 1/15rad 가로탄성게수 G = 80Gpa	θ = (T*l) / (G*Ip) → T = (G * Ip * θ) / l = [80Gpa * (pi * 0.2^4 / 32) * 1/15] / 2 = 418879N·m ≒ 418.9kN·m

 

 

10. 그림과 같은 단면에서 가로방향 도심축에 대한 단면 2차모멘트는 약 몇 mm4 인가?

 ① 10.67 × 10^6 ❷ 13.67 × 10^6 ③ 20.67 × 10^6 ④ 23.67 × 10^6

풀이
①과 ②로 나누어서 풀이한다.	1. 도심축 구하기 =(100*40*20 + 40*100*(40+50)) / (100*40+40*100) =55mm 2. 중심축 2차 모멘트 : 평행축 정리를 이용. I'① =I① + A① * (도심축과 ①도형도심축의 거리차) =(100*40^3)/12 + 100*40*35^2 =5,433,333.33 I'② =I② + A② * (도심축과 ②도형도심축의 거리차) =(40*100^3)/12 + 400*100*35^2 =8,233,333.33 I'전체 = I'① + I'② =5,433,333.33+8,233,333.33 =13,666,666.66 ≒ 13.67*10^6

 

 

재료역학 요약_3 요약 : https://gamsung-gongdoll.tistory.com/64

일반기계기사 필기요약 : 재료역학(보 속의 응력, 보의 처짐, 부정정보, 기둥)