전공핵심_기계일반(2026 상반기 업데이트)

기계요소

중실축과 중공축의 차이에 대해 설명해보세요.

중실축은 속이 찬축이고, 중공축은 속이 빈축이다. 동일한 단면적을 가진 속이 꽉 찬 중실축이 더 강한 것 같지만 동일한 단면적을 가진 중공축의 강도가 더 세다. 더구나 재료비도 적게 들기 때문에 동일강도로 설계할 때는 중공축이 중실축보다 유리하다. 그래서 아이들 철봉에도 중공축이 들어간다.

참고) 중실축과 증공축

(1) 동일 재료, 같은 크기의 비틀림 모멘트를 전달하는 경우 바깥지름의 크기를 비교하면

T = \cfrac{\cfrac{\pi}{32}d^4}{\frac{d}{2}} \tau_a = \cfrac{\cfrac{\pi}{32}({d_o}^4 - {d_i}^4)}{\frac{d_o}{2}} \tau_a에서

\cfrac{d_o}{d} = \sqrt[3]{\cfrac{1}{1 - x^4}}

(2) 동일 재료, 동일 길이로 구성된 경우 중량비는

\varepsilon = \cfrac{\text{중공축의 질량}}{\text{중실축의 질량}} = \cfrac{d_o^2 - d_i^2}{d^2} = \sqrt[3]{\cfrac{1 - x^2}{(1 + x^2)^2}} < 1

중공축 사용 → 가벼우면서 큰 비틀림 강도를 얻는다.

기계재료

철을 구성하는 5대 원소에 대해 설명해보세요.

기계요소

크랭크축은 무엇이고, 어떤 역할을 하는지 설명해보세요.

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