2010년04월10일 9번
[과목 구분 없음] 필렛용접 이음이 그림과 같은 경우 용접부에 발생하는 전단응력[MPa]은?
- ① 20
- ② 20√2
- ③ 25√2
- ④ 25
(정답률: 알수없음)
문제 해설
이 문제에서 필렛용접 이음은 T자 모양으로 생겼습니다. 이 때, 용접부에 발생하는 전단응력은 용접부의 최대 전단응력과 같습니다. 최대 전단응력은 용접부의 중심축을 따라서 발생하며, 이 때의 전단응력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
최대 전단응력 = (최대 전단력) / (용접부의 단면적)
최대 전단력은 용접부에 작용하는 전단력 중 가장 큰 값입니다. 이 경우에는 그림에서 보이는 외부 하중이 최대 전단력이 됩니다. 외부 하중이 20 kN이므로 최대 전단력은 20 kN입니다.
용접부의 단면적은 그림에서 보이는 대로 계산할 수 있습니다. 우선, 용접부의 두께는 10 mm입니다. 또한, 용접부의 길이는 20 mm입니다. 따라서 용접부의 단면적은 다음과 같습니다.
용접부의 단면적 = 10 mm × 20 mm = 200 mm²
따라서 최대 전단응력은 다음과 같습니다.
최대 전단응력 = (최대 전단력) / (용접부의 단면적) = (20 kN) / (200 mm²) = 0.1 MPa
하지만, 이 값은 용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력이 아니라, 용접부의 대각선 방향으로 발생하는 전단응력입니다. 따라서 이 값을 용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력으로 변환해주어야 합니다.
용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력은 용접부의 대각선 방향으로 발생하는 전단응력보다 √2 배 큽니다. 따라서 최대 전단응력을 용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력으로 변환하면 다음과 같습니다.
용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력 = 0.1 MPa × √2 = 0.1√2 MPa
이 값을 계산하면 다음과 같습니다.
용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력 = 0.1 MPa × √2 ≈ 0.141 MPa
따라서 용접부에 발생하는 전단응력은 약 0.141 MPa입니다. 이 값은 보기 중에서 "20√2"와 가장 가깝습니다. 따라서 정답은 "20√2"입니다.
최대 전단응력 = (최대 전단력) / (용접부의 단면적)
최대 전단력은 용접부에 작용하는 전단력 중 가장 큰 값입니다. 이 경우에는 그림에서 보이는 외부 하중이 최대 전단력이 됩니다. 외부 하중이 20 kN이므로 최대 전단력은 20 kN입니다.
용접부의 단면적은 그림에서 보이는 대로 계산할 수 있습니다. 우선, 용접부의 두께는 10 mm입니다. 또한, 용접부의 길이는 20 mm입니다. 따라서 용접부의 단면적은 다음과 같습니다.
용접부의 단면적 = 10 mm × 20 mm = 200 mm²
따라서 최대 전단응력은 다음과 같습니다.
최대 전단응력 = (최대 전단력) / (용접부의 단면적) = (20 kN) / (200 mm²) = 0.1 MPa
하지만, 이 값은 용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력이 아니라, 용접부의 대각선 방향으로 발생하는 전단응력입니다. 따라서 이 값을 용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력으로 변환해주어야 합니다.
용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력은 용접부의 대각선 방향으로 발생하는 전단응력보다 √2 배 큽니다. 따라서 최대 전단응력을 용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력으로 변환하면 다음과 같습니다.
용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력 = 0.1 MPa × √2 = 0.1√2 MPa
이 값을 계산하면 다음과 같습니다.
용접부의 중심축을 따라서 발생하는 전단응력 = 0.1 MPa × √2 ≈ 0.141 MPa
따라서 용접부에 발생하는 전단응력은 약 0.141 MPa입니다. 이 값은 보기 중에서 "20√2"와 가장 가깝습니다. 따라서 정답은 "20√2"입니다.
