2023년 5급 공채 기술 2차 응용역학
문제 4개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.
제1문 (25점)
높이가 200mm, 단면이 100mm×100mm인 정사각형 기둥 속에 직경이 25mm인 원형 봉을 4개 넣어 보강하였을 때 다음 물음에 답하시오. (단, 정사각형 기둥 재료의 항복응력 \sigma_{{y 1}}=24MPa, 탄성계수 \mathrm{E}_{{1}}=23,000MPa, 원형 봉의 항복응력 \sigma_{{y 2}}=400MPa, 탄성계수 \mathrm{E}_{{2}}=200,000MPa이고, 두 재료 모두 완전 탄소성 재료로 가정하며 단면은 도심에 대해 2축대칭이며, 하중 P는 단면의 도심에 작용한다) (총 25점)
[그림]
[그림]
- (1) 기둥의 항복이 발생하는 하중(\mathrm{P}_{{y}})과 기둥 전단면이 항복하는 하중(\mathrm{P}_{{u}})을 계산하시오. (15점)
- (2) 하중 P와 기둥 상단의 수직 변위 \delta의 관계를 나타내는 하중-변위 선도를 작성하시오. (10점)
제2문 (25점)
다음과 같은 I형 단면의 게르버보가 P=20kN의 집중하중을 받고 있을 때 다음 물음에 답하시오. (단, 보는 인장과 압축의 탄성계수가 200GPa로 동일한 선형탄성재료로 제작하였으며 자중은 무시한다) (총 25점)
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[그림]
- (1) 전단력선도와 휨모멘트선도를 작성하시오. (5점)
- (2) 고정단 A점의 수직전단응력의 분포도를 작성하시오. (10점)
- (3) B점의 수직처짐을 구하시오. (10점)
제3문 (25점)
그림과 같이 양단 고정인 봉에서 아래와 같은 각각의 경우에 대하여 AB부재의 축방향 응력과 B점의 수평변위를 구하시오. (단, AB부재와 BC부재의 단면적은 각각 \mathrm{A}_{{AB}}=10,000mm2, \mathrm{A}_{{BC}}=40,000mm2이며, 모든 부재의 탄성계수 E=206,000MPa, 열팽창계수 \alpha=0.000012/°C이다) (총 25점)
[그림]
[그림]
- (1) B점에 하중 P=500kN만 작용하는 경우 (10점)
- (2) 봉 전체에 온도 30°C가 상승하는 경우 (단, P=0) (15점)
제4문 (25점)
다음 그림과 같이 길이 L=750mm, 지름 d=15mm인 원형 단면 강봉(E=200GPa)이 상단에 수직으로 매달려 있다. 무게 1,000N의 강체가 높이 h=50mm에서 봉의 하단에 있는 플랜지 위로 마찰과 반동 없이 낙하할 때 다음 물음에 답하시오. (총 25점)
[그림]
[그림]
- (1) 충격에 의한 봉의 최대 신장량을 계산하고 이에 대응하는 충격계수를 구하시오. (15점)
- (2) 최대 인장응력을 계산하고 이에 대응하는 충격계수를 구하시오. (10점)