FE Mechanical 시험 대비: 연습 문제와 시험 문제

FE(Fundamentals of Engineering) Mechanical 시험 연습 문제: 정역학, 재료역학, 동역학과 진동, 열역학과 동력 사이클, 유체역학, 열전달, 기계설계.

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이 강의의 주제

  1. 보의 지점 반력집중 하중 1개 · 집중 하중 2개 · 집중 하중 + 분포 하중계산 문제
  2. 축 응력과 변형률수직 응력 · 변형률과 늘음량 · 계단형 봉계산 문제
  3. 축의 비틀림전단 응력 · 비틀림각 · 동력 전달계산 문제
  4. 전단력과 휨 모멘트집중 하중 · 전 경간 분포 하중 · 집중 하중 + 분포 하중계산 문제
  5. 모어 원과 응력 변환주응력 · 최대 전단 응력과 주방향 · 경사면의 응력계산 문제
  6. 보의 처짐캔틸레버, 끝단 하중 · 등분포 하중 · 중첩과 설계계산 문제
  7. 기둥의 좌굴양단 핀 · 기타 단부 조건 · 설계와 임계 응력계산 문제
  8. 포물선 운동수평 투사 · 지면에서 투사 · 높은 곳에서 투사계산 문제
  9. 일과 에너지자유 낙하 · 마찰이 있는 경사면 · 경사로, 마찰, 스프링계산 문제
  10. 기계 진동고유 진동수 · 감쇠비 · 직렬 및 병렬 스프링계산 문제
  11. 열기관과 냉동기사이클의 제1법칙 · 카르노 한계 · 냉장고와 열펌프계산 문제
  12. 가스 동력 사이클오토 사이클 · 디젤 사이클 · 브레이턴 사이클계산 문제
  13. 연속 방정식과 베르누이연속 방정식 · 수평 축소관 · 오르막 관계산 문제
  14. 관 마찰과 손실 수두레이놀즈 수 · 다르시–바이스바흐 손실 수두 · 부차 손실과 전양정계산 문제
  15. 펌프와 펌프 동력수동력 · 펌프 효율 · 시스템 양정과 동력계산 문제
  16. 열전도단층 벽 · 복합 벽 · 대류가 있는 벽계산 문제
  17. 기어와 기어열속도비 · 토크와 동력 · 복합 기어열계산 문제
  18. 라플라스 변환변환쌍 표와 값 정리 · 부분분수를 이용한 역변환 · 미분방정식과 전달함수계산 문제
  19. 블록선도직렬, 병렬, 피드백 · 폐루프 전달함수와 오차 · 외란, 안정성, 극점계산 문제
  20. 계단 응답1차 시스템 · 2차 시스템의 매개변수 · 물리 시스템과 설계계산 문제
  21. 정상상태 오차와 PID 제어시스템 형과 오차 상수 · 정상상태 오차와 이득 · P, PI, PD 설계계산 문제

FE Mechanical 시험 대비 시험 팁

  • 무엇보다 먼저 단위를 확인하세요. FE에서 틀린 답의 대부분은 단위 실수입니다.
  • 보의 처짐은 적분하지 말고 참고 핸드북의 표준 사례를 이용하세요.
  • 열역학에서는 온도를 항상 켈빈으로 바꾸세요.

예제 풀이

보의 지점 반력쉬움
P = 55 kNABRA​RB​ = ?2 m2 m

단순보는 A에 힌지, B에 롤러 지점이 있다. 연직 지점 반력 RB을(를) 구하시오.

L = 4 mP = 55 kN 위치 2 m

구하는 값: RB (kN)

힌트 보기
  1. 정적 평형을 이용합니다: ΣFy = 0, ΣM = 0. 미지수 2개, 방정식 2개.
  2. A에 대한 모멘트를 취합니다. RA는 A를 지나므로 사라지고, RB를 바로 얻습니다.
  3. 아래 방향 총 하중은 55 kN이므로 RA + RB = 55 kN.
정답과 단계별 풀이 보기

정적 평형: 정지한 물체는 임의의 점에 대해 ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0을 만족합니다. 한 지점에 대한 모멘트를 취하면 그 지점의 반력이 식에서 사라집니다.

P = 55 kNABRA​RB​2 m2 m

자유물체도

지점을 반력으로 바꿉니다. 롤러는 연직 반력 하나를 줍니다. 연직 하중만 있으면 힌지도 연직 반력 하나를 줍니다.

평형

A에 대한 모멘트, 반시계 방향이 양. 그다음 연직 방향 힘의 평형.

ΣMA = 0: RB·4 = 55·2
RB = 110/4 = 27.5 kN
ΣFy = 0: RA = 55 − 27.5 = 27.5 kN

답

RB = 27.5 kN
축 응력과 변형률보통
Ø 20 mm황동2.5 mP = 10 kN

황동 봉의 축 변형률 ε을(를) 마이크로 변형률 (µε = 10⁻⁶)로 구하시오.

P = 10 kNd = 20 mmL = 2.5 mE = 100 GPa

구하는 값: ε (µε)

힌트 보기
  1. 세 관계식을 연결합니다: σ = P/A, ε = σ/E, δ = ε·L.
  2. E를 MPa (GPa × 1000)로 바꿔 MPa 응력과 맞추고, L은 mm로 바꿉니다.
  3. σ = 31.83 MPa.
정답과 단계별 풀이 보기

훅의 법칙: 탄성 범위에서 σ = E·ε. σ = P/A, ε = δ/L과 결합하면 δ = PL/(AE).

응력

A = π·20²/4 = 314.2 mm²
σ = P/A = 10·1000/314.2 = 31.83 MPa

변형률 (훅의 법칙)

E for 황동 = 100 GPa = 100000 MPa.

ε = σ/E = 31.83/100000 = 0.0003183 = 318.3 µε

답

ε = 318.3 µε

연습 방법

  • “이 강의 연습하기”는 실제 시험처럼 모든 주제의 문제를 섞어서 냅니다.
  • 문제마다 값이 새로 바뀌므로 답이 아니라 푸는 방법을 익히게 됩니다.
  • 막혔나요? 먼저 작은 힌트를 열고, 필요할 때만 전체 해설을 보세요.
  • 모의고사는 제한 시간이 있고 힌트가 없으며, 끝나면 점수와 함께 전체 풀이를 검토할 수 있습니다.

이 강의의 계산기

역 라플라스 변환 계산기(부분분수)라플라스 변환 계산기보 반력 계산기보 처짐 계산기전단력도·휨 모멘트도 계산기축 비틀림 계산기축 응력 및 변형률 계산기오일러 좌굴 계산기모어 원 계산기기어비 계산기포물선 운동 계산기베르누이 방정식 계산기열전도 계산기카르노 효율 및 COP 계산기관 손실 수두 계산기(다르시–바이스바흐)펌프 동력 계산기고유 진동수 및 감쇠 계산기오토 및 브레이턴 사이클 효율 계산기굽힘 응력 계산기(σ = My/I)레이놀즈 수 계산기열팽창 계산기벨트 길이 계산기(오픈 벨트와 크로스 벨트)운동 에너지 계산기(위치 에너지, 일, 일률 포함)

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