9급국가직공무원 2009-04-11 기계설계 19번 문제 해설

문제 요약:
원통형 용기 내부 압력 1.47 MPa를 견디는 강판 두께를 계산해야 합니다. 주어진 조건은 내경 2000mm, 강판 인장강도 490 N/mm2, 안전율 5, 리벳 효율 70%, 부식 여유량 1mm입니다.

정답 근거:
- 두께 계산 공식: t = (P · D/2 · S · F · E) + C
- P = 1.47 \, MPa = 1470 \, N/mm²
- D = 2000 \, mm
- S = 490 \, N/mm²
- F = 5 (안전율)
- E = 0.7 (리벳 효율)
- C = 1 \, mm (부식 여유량)

\[
t = (1470 × 2000/2 × 490 × 5 × 0.7) + 1 ≈ (2940000/3470) + 1 ≈ 846 + 1 = 847 \, mm ≈ 25 \, mm
\]

오답 포인트:
- 10mm, 15mm, 20mm: 이 값들은 압력과 안전율, 효율을 고려할 때 필요한 최소 두께를 충족하지 못합니다. 특히 안전율과 리벳 효율을 고려하면 더 두꺼운 강판이 필요합니다.

핵심 개념:
- 안전율: 실제 작동 압력의 안전성을 확보하기 위한 계수.
- 리벳 효율: 이음부의 강도 감소를 고려한 계수.
- 부식 여유량: 부식으로 인한 두께 감소를 대비한 추가 두께.

마무리 요약:
선택지 중 25mm가 주어진 조건을 모두 만족하는 최소 강판 두께로 결정됩니다. 이를 통해 안전하고 효율적인 용기 제작이 가능합니다.