9급 국가직 공무원 응용역학개론(2015. 4. 18.) 시험일자 : 2015년 4월 18일
1. 그림과 같은 트러스에서 지점 A의 반력 RA 및 BC 부재의 부재력 FBC는? (단, 트러스의 자중은 무시한다) (순서대로 RA, FBC)
- ①
- ②
- ③
- ④
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2. 그림과 같이 각 변의 길이가 10mm인 입방체에 전단력 V＝10 kN이 작용될 때, 이 전단력에 의해 입방체에 발생하는 전단 변형률 γ는? (단, 재료의 탄성계수 E＝130 GPa, 포아송 비 v＝0.3이다. 또한 응력은 단면에 균일하게 분포하며, 입방체는 순수전단 상태이다)
- ① 0.001
- ② 0.002
- ③ 0.003
- ④ 0.005
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3. 그림과 같은 3힌지 아치에서 지점 B의 수평반력은? (단, 아치의 자중은 무시한다)
- ①
- ②
- ③
- ④
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4. 그림과 같은 캔틸레버보에서 발생되는 최대 휨모멘트 Mmax[kNㆍm] 및 최대 휨응력 σmax [MPa]의 크기는? (단, 보의 자중은 무시한다) (순서대로 Mmax, σmax)
- ① 32, 1
- ② 32, 1.2
- ③ 72, 1.2
- ④ 72, 2
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5. 지름 10 mm의 원형단면을 갖는 길이 1 m의 봉이 인장하중 P＝15 kN을 받을 때, 단면 지름의 변화량[mm]은? (단, 계산 시 π는 3으로 하고, 봉의 재질은 균일하며, 탄성계수 E＝50 GPa, 포아송 비 v＝0.3이다. 또한 봉의 자중은 무시한다)
- ① 0.006
- ② 0.009
- ③ 0.012
- ④ 0.015
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6. 그림과 같이 구조물의 표면에 스트레인 로제트를 부착하여 각 게이지 방향의 수직 변형률을 측정한 결과, 게이지 A는 50, B는 60, C는 45로 측정되었을 때, 이 표면의 전단변형률 γxy는?
- ① 5
- ② 10
- ③ 15
- ④ 20
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7. 그림과 같이 양단이 고정된 봉에 하중 P가 작용하고 있을 경우 옳지 않은 것은? (단, 각 부재는 동일한 재료로 이루어져 있고, 단면적은 각각 3A, 2A, A이며, 봉의 자중은 무시한다. 또한 응력은 단면에 균일하게 분포한다고 가정한다)
- ① B, C 부재의 축력 비는 15 : 4이다.
- ② D 부재에 발생하는 응력은 B 부재 응력의 7/5배이다.
- ③ D 부재의 길이 변화량이 가장 크다.
- ④ 양 지점의 반력은 크기가 같고 방향이 반대이다.
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8. 그림과 같이 강체인 봉과 스프링으로 이루어진 구조물의 좌굴하중 Pcr은? (단, 스프링은 선형탄성 거동을 하며, 상수는 k이다. 또한 B점은 힌지이며, 봉 및 스프링의 자중은 무시한다)
- ① ka/2
- ② kb/2
- ③ ka2/a+b
- ④ kab/a+b
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9. 그림과 같은 보의 C점에 발생하는 수직응력(σ) 및 전단응력 (τ)의 크기[MPa]는? (단, 작용 하중 P＝120 kN, 보의 전체 길이 L＝27 m, 단면의 폭 b＝30 mm, 높이 h＝120 mm, 탄성계수 E＝210 GPa이며, 보의 자중은 무시한다) (순서대로 σ, τ)
- ① 2,500, 12.5
- ② 2,500, 25.0
- ③ 5,000, 12.5
- ④ 5,000, 25.0
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10. 그림과 같은 기둥 AC의 좌굴에 대한 안전율이 2.0인 경우, 보 AB에 작용하는 하중 P의 최대 허용값은? (단, 기둥 AC의 좌굴축에 대한 휨강성은 EI이고, 보와 기둥의 연결부는 힌지로 연결되어 있으며, 보의 자중은 무시한다)
- ①
- ②
- ③
- ④
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11. 그림과 같은 단순보에서 지점 B의 수직반력[kN]은? (단, 보의 자중은 무시한다)
- ① 40
- ② 46
- ③ 52
- ④ 60
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12. 하중을 받는 보의 정성적인 휨모멘트도가 그림과 같을 때, 이 보의 정성적인 처짐 곡선으로 가장 유사한 것은?
- ① ①
- ② ②
- ③ ③
- ④ ④
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13. 그림 (a)와 같은 단순보 위를 그림 (b)의 연행하중이 통과할 때, C점의 최대 휨 모멘트[kNㆍm]는? (단, 보의 자중은 무시한다)
- ① 20
- ② 47.5
- ③ 50
- ④ 52.5
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14. 그림과 같은 프레임 구조물의 부정정 차수는?
- ① 7차
- ② 8차
- ③ 9차
- ④ 10차
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15. 안쪽 반지름 r＝200mm, 두께 t＝10 mm인 구형 압력용기의 허용 인장응력(σa)이 100MPa, 허용 전단응력(τa)이 30MPa인 경우, 이 용기의 최대 허용압력[MPa]은? (단, 구형 용기의 벽은 얇고 r/t의 비는 충분히 크다. 또한 구형 용기에 발생하는 응력 계산 시 안쪽 반지름을 사용한다)
- ① 6
- ② 8
- ③ 10
- ④ 12
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16. 그림과 같이 마찰이 없는 경사면에 보 AB가 수평으로 놓여있다. 만약 7 kN의 집중하중이 보에 수직으로 작용할 때, 보가 평형을 유지하기 위한 하중의 B점으로부터의 거리 x[m]는? (단, 보는 강체로 재질은 균일하며, 자중은 무시한다)
- ① 2
- ② 4
- ③ 6
- ④ 8
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17. 그림과 같이 3가지 재료로 구성된 합성단면의 하단으로부터의 중립축의 위치[mm]는? (단, 각 재료는 완전히 접착되어있다) Pa
- ① 400/3
- ② 380/3
- ③ 365/3
- ④ 350/3
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18. 그림과 같이 하단부가 고정된 길이 10m의 기둥이 천장과 1mm의 간격을 두고 놓여 있다. 만약 온도가 기둥 전체에 대해 균일하게 20 °C 상승하였을 경우, 이 기둥의 내부에 발생하는 압축응력 [MPa]은? (단, 재료는 균일하며, 열팽창계수 α＝1 × 10-5/°C, 탄성계수 E＝200 GPa이다. 또한 기둥의 자중은 무시하며, 기둥의 길이는 간격에 비해 충분히 긴 것으로 가정한다)
- ① 10
- ② 20
- ③ 30
- ④ 40
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19. 그림과 같이 B점과 D점에 힌지가 있는 보에서 B점의 처짐이 δ라 할 때, 하중 작용점 C의 처짐은? (단, 보 AB의 휨강성은 EI, 보 BD는 강체, 보 DE의 휨강성은 2EI이며, 보의 자중은 무시한다)
- ① 1.75δ
- ② 2.25δ
- ③ 2.5δ
- ④ 2.75δ
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20. 그림과 같은 케이블 구조물의 B점에 50 kN의 하중이 작용할 때, B점의 수직 처짐[mm]은? (단, 케이블 BC와 BD의 길이는 각각 600 mm, 단면적 A＝120mm2, 탄성계수 E＝250 GPa이다. 또한 미소변위로 가정하며, 케이블의 자중은 무시한다)
- ① 0.5
- ② 1/√2
- ③ 1.0
- ④ √2
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