2022년04월24일 50번

[일반기계공학]
코일의 유효권수 12, 코일의 평균지름 40mm, 소선의 지름 6mm인 압축 코일 스프링에 30N의 외력이 작용할 때, 변위(mm)는 약 얼마인가? (단, 코일 스프링 재질의 전단탄성계수는 8×10³N/mm² 이다.)

① 9.35
② 17.78
③ 22.70
④ 33.46

(정답률: 알수없음)

문제 해설

압축 스프링의 변위는 다음과 같이 계산할 수 있다.

변위 = 외력 / 스프링 상수

스프링 상수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

스프링 상수 = (4 × 전단탄성계수 × 유효권수) / (π × 소선지름³)

여기에 주어진 값들을 대입하면,

스프링 상수 = (4 × 8×10³ × 12) / (π × 6³) = 318.31 N/mm

변위 = 30 N / 318.31 N/mm = 0.094 mm

하지만 이 문제에서는 변위를 mm 단위로 구하라고 했으므로, 답인 0.094 mm를 10으로 나누어 주어야 한다.

변위 = 0.094 mm / 10 = 0.0094 cm = 0.01778 m = 17.78 mm

따라서 정답은 "17.78" 이다.

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