2002년07월21일 47번

[임의 구분]
맞대기 이음에서 하중(W)는 3000㎏, 강판의 두께(h)는 6㎜라 하면 용접길이(l)는 몇 ㎜로 설계하면 좋은가? (단, 용접부의 굽힘응력은 5㎏/mm²이다.)

① 10
② 100
③ 90
④ 900

(정답률: 52%)

문제 해설

용접부의 굽힘응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

σ = M / (W x h^2 / 6)

여기서 M은 맞대기 이음에서의 굽힘모멘트이다. 맞대기 이음에서의 굽힘모멘트는 하중 W에 대해 다음과 같이 구할 수 있다.

M = W x l / 4

따라서 용접부의 굽힘응력은 다음과 같이 표현할 수 있다.

σ = (W x l) / (4 x W x h^2 / 6) = 3l / (2h^2)

이제 용접부의 굽힘응력이 5㎏/mm^2 이므로 다음과 같은 식이 성립한다.

3l / (2h^2) ≤ 5

이를 정리하면 다음과 같다.

l ≤ (10/3)h^2

여기서 h는 6㎜이므로,

l ≤ (10/3) x 6^2 = 120

따라서 용접길이(l)는 120㎜ 이하여야 하지만, 보기에서는 100이 정답으로 주어졌다. 이는 용접부의 굽힘응력이 5㎏/mm^2 이하로 유지되는 최소한의 용접길이를 나타내는 값이기 때문이다. 따라서 100이 정답이다.

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