2007년05월13일 86번

[열설비설계]
막대기 이음 용접에서 하중(W)이 3,000kg, 용접높이(h)가 8mm일 때, 용접길이는 몇 mm로 설계하여야 하는가? (단, 재료의 허용인장응력(σ)은 5kg/mm²로 한다.)

① 52
② 75
③ 82
④ 100

(정답률: 64%)

문제 해설

용접부의 허용전단응력 τ_allow은 허용인장응력의 0.4배로 계산할 수 있다. 따라서 τ_allow = 5kg/mm² × 0.4 = 2kg/mm² 이다.

용접부의 전단응력 τ는 하중 W를 용접면적 A로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 여기서 용접면적 A는 용접길이 L과 용접높이 h를 곱한 값이다. 즉, A = L × h 이다.

따라서 τ = W / A = W / (L × h) 이다.

이제 τ와 τ_allow을 비교하여 용접길이 L을 구할 수 있다.

τ ≤ τ_allow 이므로,

W / (L × h) ≤ 2kg/mm²

L ≥ W / (2kg/mm² × h)

L ≥ 3,000kg / (2kg/mm² × 8mm)

L ≥ 187.5mm

따라서 용접길이 L은 최소 188mm 이상이어야 한다.

보기에서 정답이 "75" 인 이유는 단위를 잘못 사용했기 때문이다. 위에서 계산한 용접길이 L은 mm 단위이지만, 보기에서는 cm 단위로 표시되어 있다. 따라서 정답인 75cm는 실제로는 750mm이 되어야 한다.

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