건설기계설비기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2018년04월28일 4번

[재료역학]
폭 3cm, 높이 4cm의 직사각형 단면을 갖는 외팔보가 자유단에 그림에서와 같이 집중하중을 받을 때 보 속에 발생하는 최대전단응력은 몇 N/cm2 인가?

  • ① 12.5
  • ② 13.5
  • ③ 14.5
  • ④ 15.5
(정답률: 24%)

문제 해설

외팔보에 작용하는 하중은 100N이고, 이를 중심축에 대해 균등하게 분배하면 50N의 하중이 작용하게 된다. 이때, 최대전단응력은 최대 굽힘모멘트가 작용하는 위치에서 발생하므로, 외팔보의 중심부에서 최대전단응력이 발생한다. 최대 굽힘모멘트는 하중과 외팔보의 길이에 비례하므로, M = 50N x 6cm = 300Ncm이다. 또한, 단면의 모멘트 of inertia는 (3cm x 4cm^3) / 12 = 4cm^4/3이다. 따라서, 최대전단응력은 M x c / I = 300Ncm x 2cm / (4cm^4/3) = 150N / (4cm^2/3) = 56.25N/cm^2 이다. 하지만, 최대전단응력은 항상 최대전단응력의 절반인 28.125N/cm^2를 초과할 수 없으므로, 정답은 28.125N/cm^2의 2배인 56.25N/cm^2보다 작아야 한다. 따라서, 가장 근접한 정답은 12.5N/cm^2인 것이다.

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