5급 공채 2차

2024년 5급 공채 기술 2차 응용역학

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

제1문 (20점)

그림과 같이 강체판 BCDF의 점 F에 6kN의 수직하중이 작용하고 있다. 강체판은 부재 1과 부재 2에 핀으로 연결되어 있고, 점 C에 힌지로 지지되어 있다. 부재 1과 부재 2의 온도가 20°C 증가할 때 다음 물음에 답하시오. (단, 부재 1의 탄성계수 E1＝200GPa, 단면적 A1＝300mm2, 열팽창계수 \alpha_{{1}}＝12×10-6/°C이고, 부재 2의 탄성계수 E2＝70GPa, 단면적 A2＝600mm2, 열팽창계수 \alpha_{{2}}＝22×10-6/°C이며, 구조물의 자중은 무시한다) (총 20점)
  1. (1) 부재 1과 부재 2에서 단면의 수직응력의 크기와 방향(압축, 인장)을 구하시오. (10점)
  2. (2) 부재 1과 부재 2의 길이방향 변위의 크기와 방향(＋, －)을 구하시오. (10점)
    [그림]

제2문 (30점)

그림 (가)와 같이 보 AB에 집중하중 P가 작용하고 있으며 A는 고정단, B는 로울러로 지지되어 있다. 보의 단면은 그림 (나)와 같이 박스형으로 일정하고 재료의 응력－변형률 관계는 그림 (다)와 같다. 하중 P가 그림 (라)와 같이 시간에 따라 증가할 때 다음 물음에 답하시오. (단, 항복응력 \sigma_{{y}}＝275MPa, 보의 EI는 일정하고 자중은 무시한다) (총 30점)
[그림]
  1. (1) 단면의 소성 단면계수 Z, 형상계수 f, 소성모멘트 MP를 구하시오. (10점)
  2. (2) 탄성 상태에서 보의 반력을 구하고 휨모멘트선도를 그리시오. (10점)
  3. (3) A 지점에 소성힌지가 발생할 때 하중 P＝P1의 크기를 구하시오. (3점)
  4. (4) A 지점에 소성힌지가 발생한 후 C 점에 소성힌지가 추가로 발생할 때 하중 P＝P2의 크기를 구하시오. (7점)

제3문 (30점)

휨강성이 EI인 보와 강체 기둥으로 이루어진 구조물에 대하여 다음 물음에 답하시오. (총 30점)
  1. (1) 그림과 같이 휨강성이 EI인 단순보의 양단에 회전각이 각각 1radian이 되도록 하는 모멘트하중 M을 휨강성 EI와 보의 길이 L로 나타내시오. (단, 보의 처짐곡선식을 유도하고 그 결과를 이용하시오) (10점)
    [그림]
  2. (2) 그림의 구조는 강체인 기둥과 휨강성이 EI＝100,000kNㆍm2인 보로 구성되어 있고, 보와 기둥의 연결부는 강절이다. P＝50kN의 수평방향하중이 작용할 때 변형된 모양을 작도하고 하중작용점에서의 수평방향 변위를 구하시오. (단, 보의 축방향변형 및 전단변형은 무시한다) (20점)
    [그림]

제4문 (20점)

그림과 같은 정사각형 변단면을 갖는 외팔보의 자유단에 집중하중 P와 Q가 작용할 때 다음 물음에 답하시오. (단, 보의 자중은 무시한다) (총 20점)
  1. (1) 자유단에 집중하중 P만 작용할 때 외팔보에서 최대 휨인장응력 발생 위치와 최대 휨인장응력의 크기를 구하시오. (10점)
  2. (2) 압축력 Q가 단면의 도심에 추가로 작용할 때 1)에서 구한 위치에서 최대 휨인장응력과 압축응력의 합이 0이 되는 순간의 Q의 값을 P를 포함한 식으로 나타내시오. (10점)
    [그림]