삼각형으로 판 자르기

오늘의 설계 과제

#07 · 구멍 뚫린 이음판

삼각형으로 판 자르기

과제

지아: "위현 이음부에 3D 프린터로 뽑은 이음판을 대고 싶어요. 가운데 동그란 구멍이 포인트예요. 그런데 구멍 때문에 약해지진 않을까요?"

오늘 구할 것

가로 60 × 세로 30 mm, 두께 2 mm PLA 판에 지름 10 mm 구멍. 판을 삼각형 요소로 나눠 200 N으로 당길 때 구멍 옆 최대 응력을 구하고, 평균 응력·PLA 강도와 비교한다.

새솔대 공대 3호관 2층 구조해석 연구실 · 목요일 해석 클리닉

4월 22일 목요일, 지아가 손바닥만 한 흰 판을 책상에 내려놓습니다. 지난주 단톡방에 사진으로 올렸던 그 PLA 이음판입니다. 가로 60 mm, 세로 30 mm, 두께 2 mm, 가운데에 지름 10 mm 구멍. 그날 밤 류 조교의 답은 한 줄이었습니다. "그건 막대가 아니라 판이야. 다음 주엔 삼각형으로 잘라 보자."

태민이 판을 들어 불빛에 비춰 봅니다. "구멍 자리는 폭이 30에서 20이 되니까 1.5배 세지는 거잖아. 그 정도면 괜찮지 않아?"

류 조교가 고개를 젓습니다. "그건 평균이야. 구멍 바로 옆은 평균보다 훨씬 세. 막대 모델은 단면 전체가 같은 힘을 나눠 받는다고 보니까 그걸 못 봐. 오늘은 판을 2차원 그대로, 삼각형으로 잘라 보자." 이음판이 실제로 받는 힘은 위현의 압축이지만 선형 해석에서는 당기든 누르든 부호만 바뀝니다. 류 조교는 문제를 가로로 200 N 당기는 판으로 정합니다.