5급 공채 2차

2021년 5급 공채 기술 2차 응용역학

문제 4개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (25점)

그림과 같은 하중을 받는 파이프 구조물이 있다. 다음 물음에 답하시오. (단, 모든 파이프의 단면은 동일하고, 바깥지름 D＝245mm, 안지름 d＝232mm, 항복강도 \sigma_{{y}}＝300MPa이다) (총 25점)
[그림]
  1. (1) 점 K에서의 응력상태를 평면응력 상태라고 가정할 때, y - z축의 평면응력 상태를 구하고 도시하시오. (15점)
  2. (2) 점 K에서의 주응력과 최대 전단응력을 구하고 도시하시오. (10점)

제2문 (25점)

편심 축하중을 받는 단주에 축하중 P와 편심 e에 의한 모멘트 M＝Pe의 영역을 나타내는 P－M 상관도가 다음 그림과 같다. 단주는 한 변의 길이가 a인 정사각형 단면이고 압축강도는 fc이며 인장강도는 ft일 때, 물음에 답하시오. (단, 기둥 재료의 인장과 압축에 대한 탄성계수는 같고, 선형탄성 거동하며, fc>ft이다) (총 25점)
[그림]
  1. (1) 직선 ①과 직선 ②의 식을 구하시오. (10점)
  2. (2) P0의 값을 구하시오. (5점)
  3. (3) M0의 값을 구하시오. (5점)
  4. (4) Pb와 Mb의 값을 구하시오. (5점)

제3문 (25점)

그림과 같은 하중 P를 받는 ㄷ형강 부재와 브라켓을 6개의 볼트로 연결하고자 한다. 다음 물음에 답하시오. (단, 볼트의 직경은 d로 일정하고, 허용전단응력 rmtau_{{a}}＝100MPa, P＝30kN이다) (총 25점)
[그림]
  1. (1) 볼트 6개의 조합에 의한 비틀림 상수를 구하시오. (단, 볼트 직경은 미소하여 rmalpha_{1} d^{{2}} > > > \alpha_{2} d^{{4}}이며, \alpha_{1}과 \alpha_{2}는 임의의 상수이다) (5점)
  2. (2) 수직전단력에 의해 볼트 중심에 작용하는 최대 전단응력을 구하시오. (5점)
  3. (3) 비틀림모멘트에 의해 볼트 중심에 작용하는 최대 전단응력을 구하시오. (5점)
  4. (4) 볼트의 최소 직경을 구하시오. (10점)

제4문 (25점)

그림과 같은 보에 집중하중이 작용하고 있다. 다음 물음에 답하시오. (단, 보의 휨단면강성은 EI로 일정하다) (총 25점)
[그림]
  1. (1) 좌굴이 발생하지 않는다고 가정할 때, 집중하중에 의해 발생할 수 있는 붕괴 모드를 모두 도시하시오. (12점)
  2. (2) 각 모드별 극한하중 Pu와 최소 극한하중 Pu를 구하시오. (단, 소성모멘트는 Mp이다) (13점)