해설 보기
정답좌굴 — 세장한 기둥이 축방향 압축하중을 받아 임계하중에서 옆으로 급격히 휘어지는 현상입니다.
핵심 개념
좌굴(buckling) — 세장한 기둥의 압축 불안정
좌굴은 길이에 비해 단면이 작은 세장한 기둥에 축방향 압축하중이 걸릴 때, 재료가 압축강도에 도달하기 전에 갑자기 횡방향으로 휘어져 버리는 탄성 불안정 현상입니다. 즉 파괴의 원인이 '재료의 강도 부족'이 아니라 '형상의 불안정'이라는 점이 핵심입니다. 좌굴이 시작되는 임계하중은 오일러 공식 Pcr = π²EI / (KL)²로 구하며, 단면2차모멘트 I가 클수록, 기둥이 짧을수록, 그리고 양단 구속이 강해 유효길이계수 K가 작을수록 좌굴에 강해집니다. 문제의 '축방향 압축', '길고 가느다란', '횡방향으로 휘어짐'이라는 세 표현이 모두 좌굴을 가리키는 전형적인 단서입니다.
선지별 해설
①네킹은 인장시험에서 최대 인장하중을 지난 뒤 시편의 한 부분에서 단면적이 국부적으로 급격히 줄어드는 현상입니다. 압축이 아니라 인장에서 나타나고 횡방향 굽힘과도 무관하므로 답이 될 수 없습니다.
②좌굴이 바로 세장비가 큰 기둥이 축방향 압축을 받다가 임계하중 Pcr = π²EI/(KL)²에 도달하는 순간 횡방향으로 급격히 휘어지는 변형입니다. 발문의 조건과 정확히 일치하므로 정답입니다.
③변형경화(가공경화)는 소성변형이 진행되면서 전위 밀도가 증가해 재료의 항복강도와 경도가 올라가는 강화 현상입니다. 재료 물성의 변화를 뜻할 뿐 기둥이 휘어지는 기하학적 변형 형태가 아닙니다.
④인장변형은 축방향 인장하중을 받아 길이가 늘어나는 변형입니다. 하중 방향이 문제의 압축과 정반대이고 변형도 축방향이어서, 횡방향 굽힘을 설명하지 못합니다.
해설 보기
정답트리밍(trimming) — 성형이 끝난 제품의 불규칙한 바깥 테두리를 규정 치수대로 잘라내는 작업입니다.
핵심 개념
트리밍(trimming) — 성형 후 여분 테두리 절단
판재를 드로잉이나 프레스로 성형하면 제품 가장자리에 플랜지나 귀(ear) 같은 여유 살이 불규칙하게 남습니다. 트리밍은 이렇게 성형이 끝난 제품의 바깥 테두리를 전용 트리밍 다이로 도면상의 형상과 치수에 맞게 잘라내어 마무리하는 전단가공입니다. 단조품에서 플래시를 제거하는 작업도 같은 이름으로 부릅니다. 시험에서는 판재 성형 계열 용어인 블랭킹·피어싱·셰이빙 등과 함께 묻는데, 블랭킹이 소재에서 제품 소재를 따내는 '성형 전' 공정인 반면 트리밍은 '성형 후' 여분을 정리하는 공정이라는 순서 차이가 구분의 핵심입니다.