5급 공채 2차

2025년 5급 공채 기술 2차 응용역학

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

제1문 (20점)

그림과 같이 자유단 C점에 무게 W가 작용하고 있는 길이 L의 캔틸레버보 중앙에 탄성지점을 설치한 결과, C점의 처짐이 탄성지점 설치 전 처짐값의 \frac{{2}}{{3}}로 감소되었을 때, 다음 물음에 답하시오. (단, 휨강성 EI는 일정하고, 구조물의 자중은 무시한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) B점에 설치된 탄성지점의 등가 스프링력(Feq)을 W의 함수로 표현하시오. (5점)
  2. (2) B점에 설치된 탄성지점의 등가 스프링상수(\mathrm{k}_{{eq}})를 휨강성(EI)의 함수로 표현하시오. (10점)
  3. (3) \mathrm{k}_{{o}}의 크기를 휨강성(EI)의 함수로 표현하시오. (5점)

제2문 (30점)

그림과 같은 얇은 강재 판이 2축 응력을 받고 있다. x방향의 수직응력 \sigma_{{x}}＝66MPa이고, 판의 자유 표면에서 지정된 방향으로 부착된 strain gage로 측정한 수직변형률 \varepsilon_{{t}}＝200×10-6이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 강재 판의 탄성계수 E＝234GPa, 전단탄성계수 G＝90GPa이다) (총 30점)
[그림]
  1. (1) 강재 판에 작용하는 수직응력 \sigma_{{y}}를 구하시오. (15점)
  2. (2) 강재 판에서의 주변형률, 면내 최대 전단변형률을 구하시오. (10점)
  3. (3) 강재 판에서 절대최대 전단변형률의 크기를 구하시오. (5점)

제3문 (25점)

그림과 같은 H형강에 순수휨 정모멘트 M이 작용하는 경우에 다음 물음에 답하시오. (단, 인장과 압축에 대한 항복응력의 크기는 동일하고, 완전 탄소성 거동을 한다) (총 25점)
[그림]
  1. (1) 단면의 상연과 하연이 항복응력 \sigma_{y}에 도달할 때 작용하는 휨모멘트 \mathrm{M}_{{{y}}}의 값을 구하시오. (5점)
  2. (2) 휨모멘트가 점차 증가하여 플랜지 전체 단면 응력이 항복응력 \sigma_{y}에 도달할 때 작용하는 휨모멘트 {\mathrm{M}}_{p} - f의 값을 구하시오. (10점)
  3. (3) 휨모멘트 {\mathrm{M}}_{p} - f를 제거할 때, 단면 하연의 잔류응력을 구하시오. (10점)

제4문 (25점)

그림과 같이 선형탄성 재료로 된 2개의 캔틸레버보가 스프링상수 20kN/m인 스프링으로 연결되어 있다. 재료의 탄성계수는 70GPa이며, 2개 보의 단면은 폭 100mm, 높이 25mm인 직사각형이다. 질량 5kg의 물체가 낙하하여 물체 중량의 4배 힘이 보 A에 작용하며 충돌할 때, 다음 물음에 답하시오. 이때 낙하하는 물체는 보에 달라붙어서 보와 함께 움직이고, 마찰 등에 의한 에너지 손실은 없으며, 동적 하중을 받는 보의 처짐 형상은 정적 하중을 받는 경우와 동일하다. (단, 중력가속도는 10m/s2이며, 구조물의 자중은 무시한다) (총 25점)
[그림]
  1. (1) 스프링에 작용하는 압축력을 구하시오. (10점)
  2. (2) 물체가 낙하한 높이 h를 구하시오. (10점)
  3. (3) 보 A와 보 B에 발생하는 각각의 최대 휨응력(\sigma_{{\mathrm{A} , \max}}, \sigma_{{\mathrm{B} , \max}}) 차이의 절댓값을 구하시오. (5점)
    끝