9급국가직공무원 2010-04-10 기계설계 13번 문제 해설

문제 요약

강판(두께 5mm)을 지름 10mm 리벳으로 1줄 겹치기 이음 결합 시, 허용응력을 고려하여 결합효율을 최대화하는 리벳 피치(mm)를 구하라.

정답 근거

정답: 3번 (31 mm)
- 근거: 결합효율을 최적화하려면 강판의 허용인장응력(60 MPa)과 리벳의 허용전단응력(80 MPa)을 균형 있게 활용해야 한다.
- 피치가 너무 좁으면 전단응력 집중으로 인해 리벳이 파손될 위험이 높아진다.
- 피치가 너무 넓으면 이음부의 강도가 저하되어 강판의 허용응력을 충분히 활용하지 못한다.
- 31 mm 피치는 강판과 리벳의 응력 분포를 균형 있게 유지하며, 최적의 결합력을 제공한다.

오답 포인트

- 1번 (11 mm): 너무 좁아 리벳 전단응력 집중으로 파손 위험 증가.
- 2번 (21 mm): 피치가 넓어져 결합 강도 저하 및 효율성 감소.
- 4번 (41 mm): 과도하게 넓어 이음부 강도 부족 및 효율성 매우 저하.

핵심 개념

- 결합효율: 강판과 리벳의 허용응력 균형.
- 피치 선택: 전단응력 분산과 인장응력 활용의 균형 필요.

마무리 요약

31 mm 피치는 강판과 리벳의 응력을 효과적으로 분산시켜 결합 효율을 최적화한다.