해설 보기
정답동일 형상의 시편이라면 응력집중계수는 재질에 관계없이 같으므로, 재질에 따라 다르다는 설명은 틀렸습니다.
핵심 개념
응력집중계수(Kt)는 형상이 결정한다 — 재질과는 무관합니다
응력집중계수는 노치·구멍·필릿 같은 단면 급변부에서 발생하는 최대응력을 공칭응력으로 나눈 값(Kt = σ_max / σ_n)입니다. 분모와 분자가 모두 응력이므로 무차원수이며, 최대응력은 언제나 공칭응력보다 크거나 같으므로 Kt는 항상 1 이상입니다. 정하중을 받는 탄성영역에서의 Kt는 순전히 기하학적 형상(노치 반지름, 단면비, 구멍 지름 등)과 하중의 종류(인장·굽힘·비틀림)에 의해서만 결정되며, 강재냐 알루미늄이냐 하는 재질의 종류에는 영향을 받지 않습니다. 재질이 관여하는 것은 노치에 대한 민감도를 반영한 '노치계수(유효응력집중계수) Kf'이며, 이 둘을 구분하는 것이 이 문제의 핵심입니다.
선지별 해설
①Kt = σ_max/σ_n에서 노치부의 최대응력은 공칭응력 이상이므로 Kt는 항상 1 이상입니다. 단면 변화가 전혀 없는 이상적인 경우에만 1이 됩니다.
②노치 반지름, 단차비(D/d), 구멍 지름 등 기하학적 형상이 달라지면 응력 흐름의 왜곡 정도가 달라져 Kt 값이 달라집니다. Kt 선도가 형상 파라미터별로 주어지는 이유입니다.
③탄성영역의 Kt는 형상과 하중 종류만의 함수이므로 같은 형상이면 재질이 달라도 값이 같습니다. 재질의 노치 민감도가 반영되는 것은 피로에서 쓰는 노치계수 Kf이며, 이것이 정답 선지입니다.
④같은 형상이라도 인장, 굽힘, 비틀림 등 작용하는 하중·모멘트의 종류에 따라 응력 분포가 달라지므로 Kt 값이 달라집니다. 그래서 Kt 선도는 하중 형태별로 따로 제시됩니다.
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정답12는 안지름번호이며 12 × 5 = 60 mm가 베어링 안지름이라는 설명이 옳습니다.
핵심 개념
구름 베어링 호칭번호 읽기 — 6312ZNR의 해독
구름 베어링 호칭번호는 앞에서부터 형식기호, 치수(폭·지름)계열기호, 안지름번호, 그리고 뒤에 붙는 보조기호로 구성됩니다. 6312ZNR에서 '6'은 단열 깊은 홈 볼베어링, '3'은 지름계열 3, 이 둘을 묶어 '63'을 베어링 계열기호라 부릅니다. '12'는 안지름번호로, 04 이상부터는 번호에 5를 곱한 값이 안지름[mm]이므로 12 × 5 = 60 mm입니다(00은 10, 01은 12, 02는 15, 03은 17 mm). 끝의 'Z'는 한쪽 실드(양쪽 실드는 ZZ 또는 2Z), 'NR'은 멈춤링(스냅링) 홈과 멈춤링이 붙어 있음을 나타내는 기호입니다.