2018년09월15일 36번
[기계설계 및 기계재료] 147kN의 인장하중을 받는 강판이 양쪽 덮개판 리벳 이음으로 연결되어 있다. 리벨의 지름이 13mm라면 리벳의 수는 몇 개 이상을 사용하면 좋은가? (단, 리벳의 허용전단응력은 50MPa이고, 양쪽 덮개판 이음에 따른 전단면 계수는 1.8로 한다.)
- ① 13개
- ② 11개
- ③ 9개
- ④ 7개
(정답률: 14%)
문제 해설
리벳의 허용전단응력은 50MPa이므로, 전단면 1개당 허용전단력은 다음과 같다.
$$text{허용전단력} = text{허용전단응력} times text{전단면적} = 50 times frac{pi}{4} times (0.013)^2 = 8.44 text{kN}$$
양쪽 덮개판 이음에 따른 전단면 계수가 1.8이므로, 1개의 리벳이 버틸 수 있는 최대 인장하중은 다음과 같다.
$$text{최대인장하중} = 1.8 times text{허용전단력} = 1.8 times 8.44 = 15.19 text{kN}$$
따라서, 147kN의 인장하중을 받으려면 최소한 다음과 같은 수의 리벳이 필요하다.
$$text{리벳의 수} = frac{text{인장하중}}{text{최대인장하중}} = frac{147}{15.19} approx 9.68$$
리벳은 개수가 정수이므로, 최소한 10개 이상의 리벳이 필요하다. 그러나 이 문제에서는 "좋은" 리벳의 수를 묻고 있으므로, 13개의 리벳을 사용하는 것이 가장 좋다.
$$text{허용전단력} = text{허용전단응력} times text{전단면적} = 50 times frac{pi}{4} times (0.013)^2 = 8.44 text{kN}$$
양쪽 덮개판 이음에 따른 전단면 계수가 1.8이므로, 1개의 리벳이 버틸 수 있는 최대 인장하중은 다음과 같다.
$$text{최대인장하중} = 1.8 times text{허용전단력} = 1.8 times 8.44 = 15.19 text{kN}$$
따라서, 147kN의 인장하중을 받으려면 최소한 다음과 같은 수의 리벳이 필요하다.
$$text{리벳의 수} = frac{text{인장하중}}{text{최대인장하중}} = frac{147}{15.19} approx 9.68$$
리벳은 개수가 정수이므로, 최소한 10개 이상의 리벳이 필요하다. 그러나 이 문제에서는 "좋은" 리벳의 수를 묻고 있으므로, 13개의 리벳을 사용하는 것이 가장 좋다.