용접기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2017년08월27일 23번

[재료역학]
지름 50mm의 속이 찬 환봉축이 1228Nㆍm의 비틀림 모멘트를 받을 대 이 축에 생기는 최대 비틀림 응력은 약 몇 MPa인가?

  • ① 20
  • ② 30
  • ③ 40
  • ④ 50
(정답률: 23%)

문제 해설

비틀림 응력은 비틀림 모멘트와 단면적, 그리고 평균 반지름의 제곱에 비례한다. 따라서, 비틀림 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

τ = Tc / (J * R)

여기서, τ는 비틀림 응력, Tc는 비틀림 모멘트, J는 폴라 모멘트, R은 평균 반지름이다.

폴라 모멘트는 다음과 같이 계산할 수 있다.

J = π * (D^4 - d^4) / 32

여기서, D는 외경, d는 내경이다.

따라서, 주어진 문제에서 폴라 모멘트는 다음과 같다.

J = π * (0.05^4 - 0^4) / 32 = 1.62e-7 m^4

또한, 평균 반지름은 다음과 같다.

R = D / 2 = 0.05 / 2 = 0.025 m

따라서, 비틀림 응력은 다음과 같다.

τ = 1228 / (1.62e-7 * 0.025) = 3.02e8 Pa = 302 MPa

따라서, 이 축에 생기는 최대 비틀림 응력은 약 302 MPa이다. 따라서, 보기에서 정답은 "50"이다.

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