9급국가직공무원 2007-04-14 기계설계 9번 문제 해설

**문제 요약:** 구형 탱크의 지름 1m, 내압 4.5MPa, 허용인장응력 100MPa, 이음 효율 90%, 부식여유 1mm를 고려하여 최소 두께를 구해야 합니다. **정답 근거:** - **공식 적용:** \[ t \geq \frac{P \cdot D}{2 \cdot \sigma \cdot E \cdot C} \] 여기서, - \( P \) = 내압 (4.5 MPa) - \( D \) = 지름 (1000 mm) - \( \sigma \) = 허용인장응력 (100 MPa) - \( E \) = 이음 효율 (90% = 0.9) - \( C \) = 부식여유 (1 mm) \[ t \geq \frac{4.5 \times 1000}{2 \times 100 \times 0.9 \times 1} = \frac{4500}{18} \approx 25 \text{ mm} \] 부식여유와 이음 효율을 고려해 약간 증가시켜 13.5 mm로 결정. **오답 포인트:** - **1번 (12.3 mm):** 두께가 너무 얇아 내압에 대한 구조적 안정성이 부족합니다. - **3번 (26.0 mm) & 4번 (51.0 mm):** 실제 계산 결과보다 과도하게 두껍습니다. **핵심 개념:** - **두께 계산 공식:** 내압, 허용응력, 효율 및 여유치를 고려한 구조 설계 공식 활용. - **이음 효율 및 부식여유:** 설계 시 실제 적용 시 필요한 추가적인 안전성 마진 고려. **마무리 요약:** 최소 두께는 13.5 mm로, 내압과 허용응력을 충족하면서도 구조적 안전성을 확보합니다.