위 문제는 일반기계기사 기출문제 중 하나입니다. 

먼저 후프 응력에 대해 알아야합니다. 

후프 응력은 파이프라인, 저장 탱크, 보일러 및 기타 압력을 포함하는 장비의 설계 및 테스트에 적용됩니다. 

이를 통해 엔지니어는 내부 압력을 견딜 수 있는 적절한 재료와 벽 두께를 결정할 수 있습니다.

후프응력의 정의는 이렇습니다. 

후프 응력(Hoop Stress) : 원통형 또는 구형 물체에서 원주 방향으로 작용하는 응력

위 그림은 압력 용기를 반으로 자른 단면입니다. 

여기에, 

l: 길이, D: 내부 지름, t: 원통 두께, P: 압력(힘)

이라고 가정하겠습니다. 

일반적으로 응력은 단위 면적 당 힘으로 정의 됩니다. 

따라서, 후프 응력 또한 같은 공식에 의해 값을 구하면 되는데요. 

여기 σt는 후프응력으로 지칭합니다. 

면적은 t x l이지만, 2개의 면이 있으므로 2tl입니다. 

힘의 값은 그러면 어떻게 구하면 될까요? 

힘은 압력 x 면적으로 구하게 되면 PDl의 값이 나오게 됩니다. 

이 공식에 의해 정답은 

1MPa x 400mm / 2 x 8mm = 25 MPa입니다. 

다음은 솔리드웍스 시뮬레이션 결과 비교값입니다. 

이에 따라서 실제 이론 값과의 오차율은 약 2%정도 차이가 납니다. 

감사합니다.