9급국가직공무원 2012-04-07 기계설계 3번 문제 해설

### 문제 요약 강판의 허용 인장응력은 100 N/mm2이고 두께는 10mm이다. 용접 길이는 150mm, 용접 효율은 80%이며, 용접부의 허용응력은 80 N/mm2로 설정되어 있다. 목두께를 구해야 한다. ### 정답 근거 1. **용접 효율 고려**: 실제 필요한 강도는 \( \frac{80 \, \text{N/mm}^2}{0.8} = 100 \, \text{N/mm}^2 \) 이다. 2. **목두께 계산**: 용접부의 허용응력 \( \sigma_{\text{allow}} \)와 재료의 허용응력 \( \sigma_{\text{material}} \) 사이의 관계는 다음과 같다: \[ \sigma_{\text{allow}} = \frac{\sigma_{\text{material}} \times t}{\text{용접길이}} \] 여기서 \( t \)는 목두께다. \[ 80 \, \text{N/mm}^2 = \frac{100 \, \text{N/mm}^2 \times t}{150 \, \text{mm}} \] \[ t = \frac{80 \times 150}{100} = 120 \, \text{mm} \times \frac{1}{10} = 10 \, \text{mm} \] ### 오답 포인트 - **2번 (12)**: 용접 효율과 길이를 고려하지 않은 계산 오류 - **3번 (15)**: 계산식에서 허용응력 비율과 길이를 잘못 적용 - **4번 (16)**: 계산 과정에서 단위와 비례 관계를 잘못 이해 ### 핵심 개념 - **용접 효율**: 실제 필요한 강도 증가 요인 - **목두께 계산**: 허용응력과 재료 허용응력 간의 비례 관계를 활용 ### 마무리 요약 목두께는 용접 효율과 허용응력 조건을 고려한 계산 결과 **10 mm**로 결정된다. 이는 재료의 기본 두께와 용접 조건에 따른 정확한 비례 계산에 근거한다. --- 이해를 돕기 위해 간단한 계산 흐름표를 첨부합니다: | 항목 | 값 | 단위 | |---------------|----------|--------| | 허용 인장응력 (재료) | 100 | N/mm2 | | 용접 효율 | 80% | | | 허용 응력 (용접부) | 80 | N/mm2 | | 용접 길이 | 150 | mm | | **계산 목두께** | **10** | mm | 이 표는 계산 과정을 명확히 보여줍니다.