5급 공채 2차

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]
  1. (1) 기둥의 항복이 발생하는 하중(\mathrm{P}_{{y}})과 기둥 전단면이 항복하는 하중(\mathrm{P}_{{u}})을 계산하시오. (15점)
  2. (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)
[그림]
  1. (1) 전단력선도와 휨모멘트선도를 작성하시오. (5점)
  2. (2) 고정단 A점의 수직전단응력의 분포도를 작성하시오. (10점)
  3. (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]
  1. (1) B점에 하중 P=500kN만 작용하는 경우 (10점)
  2. (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]
  1. (1) 충격에 의한 봉의 최대 신장량을 계산하고 이에 대응하는 충격계수를 구하시오. (15점)
  2. (2) 최대 인장응력을 계산하고 이에 대응하는 충격계수를 구하시오. (10점)