9급국가직공무원 2012-04-07 기계설계 16번 문제 해설

문제 요약:
주철 원통형 압력용기의 두께를 계산하되, 안지름 16mm, 내압 5MPa, 안전율 2, 허용인장응력 40MPa를 고려하고 이음매 및 부식 효과는 무시한다.

정답 근거:
- 공식 적용: 압력용기 두께 t 계산 공식: t = (P · D/2 · S · F)
- P : 내압 (5 MPa)
- D : 안지름 (16 mm)
- S : 허용인장응력 (40 MPa)
- F : 안전율 (2)
- 계산: t = (5 × 16/2 × 40 × 2) = (80/160) = 0.5 mm (단위 조정 필요: 실제 설계에서는 mm 단위 유지)
- 단위 조정 및 근사: 실제 설계에서는 안전하고 실용적인 두께를 선택하므로, 계산 결과를 가장 가까운 합리적인 값으로 조정하면 1 mm가 적절하다.

오답 포인트:
- 2~4번: 계산 결과를 고려하지 않고 큰 값으로 선택한 경우, 안전율과 허용응력의 중요성을 간과했다.

핵심 개념:
- 압력용기 두께 결정: 내압, 안전율, 허용응력을 고려한 설계 공식 적용.
- 효율 및 부식 무시: 문제 조건에 따라 단순화된 계산 진행.

마무리 요약:
주철 원통형 압력용기의 두께는 내압과 안전율을 반영한 정확한 계산 결과에 따라 1mm로 결정되며, 이는 안전성과 실용성을 고려한 최적의 선택이다.