응용역학  

(1)

계산기 사용가능 여부 가능

응용역학 ¹ ₂

응용역학

2011년도 5급(기술) 공무원 공채 제2차시험

응시번호 : 성명 :

제 1 문. 아래 그림과 같이 중공 원형단면 기둥에 표지판이 고정되어 있다. 표지판에는 단위면적당 1 kN/m²의 풍하중이 정면으로 작용한다. 기둥에는 단위길이당 0.2 kN/m의 풍하중이 전길이에 걸쳐 균일하게 정면으로 작용한다. (단, 기둥의 중량은 30 kN, 표지판의 중량은 2 kN이다) (총 30점) 1) A점에 발생하는 응력 상태를 도시하시오. (단, A점은 정면에서 보았을때

가장 앞에 있는 점이다) (15점)

2) A점의 최대인장응력, 최대압축응력 및 최대전단응력의 크기를 구하시오. (15점)

2 m 3 m

10 m

A

B B

표지판 200 mm

A 150 mm

Wind

단면 B－B

제 2 문. 그림 (A)와 같이 직사각형 단면의 캔틸레버 구조물에 등분포하중이 작용하고 있다. 화재로 캔틸레버 구조물의 온도(T)가 상승하여 그림 (B)와 같이 부재 높이에 따라 온도의 선형분포(상면 온도 500 °C, 하면 온도 100 °C)가 발생 하였다. 재료의 탄성계수(E)는 그림 (C)와 같이 온도에 따라 변화한다. 화재 발생 전 상온에서 하중 q에 의한 자유단 수직처짐(^)과 화재 발생 후 자유단 수직처짐(^)의 비(_{  }_



_

)를 구하시오. (단, 열팽창계수    × ^{ }°C이다) (30점)

5 m (A)

20 cm 45 cm q ＝ 10 kN/m

100 500 T(°C)

E(GPa)

100 200

(C) 0

(B)

500 °C

100 °C 0 °C

0 °C 45 cm

(2)

계산기 사용가능 여부 가능

응용역학 ² ₂

제 3 문. 아래 그림과 같이 고정단 A점을 갖는 길이 L인 변형체 AB와 길이 L2 인 강체 BC로 구성된 기둥이 축하중을 받고 있다. 변형체 AB는 탄성계수 E와 단면2차 모멘트 I를 갖는다. (단, ^와 ^는 각각 B점의 수평 변위와 회전각을 나타내며,

기둥의 자중은 무시한다) (총 20점)

1) 자유물체도를 도시하고, 미분방정식을 유도하여 구간 AB에 대한 임의의

x

위치 에서 수평변위

v

(

x

)의 일반해를 구하시오. (10점)

2) 경계조건을 적용하여 특성방정식을 도출하고, 탄성좌굴하중(Pcr)을 구하시오.

(10점)

L L2

A

Pcr

C

B

x v⁽x⁾





강체

변형체 C

B

제 4 문. 그림 (A)와 같이 강체판에 작용하는 60 kN의 압축력(P)를 3개의 단주 a, b, c가 함께 지지하고 있다. 각 부재의 하중－변위 곡선이 그림 (B)와 같을 때, 최종 연직변위 u와 각 단주의 부재력을 구하시오. (단, 강체판은 수평을 유지하며,

연직변위만 발생한다) (20점)

u

a b

․ ․․

․․․․ ․

․․ ․ ․․․

․․ ․ ․․

․ ․ ․ ․․ ․ ․ ․

․ ․

^c

․ ․

․ ․․․ ․

․․ ․․ ․ ․ ․

․․․ ․ ․ ․ ․․ ․ ․ ․ ․ ․․ ․․ ․․ ․

P 강체판

(A)

P(kN)

u(cm) 10

0.5