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안전 계수 – Factor of Safety 2021 – 물자 (KR)
설계자 및 기술 표준 계산 철학에 따라 수율 또는 인장 제한을 사용할 수 있습니다. CS는 안전 계수. 허용 가능한 응력(표). 일부 표준에서는 표준이 이미 …
Source: www.kr-mat.gelsonluz.com
Date Published: 5/15/2022
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안전 여유(Margin of safety)와 안전계수 범위 – 공학나라(기계공학)
반복 하중: 위의 표에서 설명한 바에 따라 안전계수를 선택하면 되지만 재료의 항복강도. 대신에 내구 한도를 기준으로 하여 안전계수를 구해야 한다.
Source: qkqeo.com
Date Published: 1/15/2021
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안전 계수 표 결과
AliExpress에서 품질 좋은 안전 계수 표 무료 전 세계 배송.
Source: ko.aliexpress.com
Date Published: 6/7/2022
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안전계수 선정 방법 – Josh’s Life
또한 구분하여 항복강도에 대하여 얼마, 인장강도에 대하여 얼마 이렇게 평가하기도 합니다. 2. 선형해석의 결과 로 안전계수 1이하라면 항복강도에 …
Source: kks1122.tistory.com
Date Published: 7/17/2022
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안전계수 (Factor of Safety, Safety Factor) 및 안전 여유 (margin …
안전 계수 (Factor of Safety, Safety Factor). 제작품의 재질, 하중, 해석 (시험) 등의 구조적 불확실성에 대한 대비책으로 하중에 비해 재질이 어느 …
Source: mechengineering.tistory.com
Date Published: 5/26/2022
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물성치 : 하중에 대한 재료의 허용응력 표 – FOBU 의 블로그
언윈 ( Unwin ) 의 안전계수 값. □ 하중에 대한 재료의 허용응력 표. 간혹 기계 축설계 문제 관련해서 보통 허용굽힘응력 또는 허용전단응력 또는 …
Source: arayse.tistory.com
Date Published: 6/30/2022
View: 2752
정하중 용접 접합의 안전계수 | Inventor 2023
또한 다른 용접 유형, 쉐이프 및 설계, 다양한 하중 결합에 대해 다른 안전계수를 지정할 필요도 있습니다. 다음 표에서는 다른 용접 유형에 권장되는 …
Source: knowledge.autodesk.com
Date Published: 7/14/2022
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(MSS와 von-Mises) 안전계수값이 크면 더 안전?
일단 안전계수(Safety Factor, SF)의 정의에 대해서는 아실 거라 생각합니다. 안전계수란 재료가 견딜 수 있는 항복응력과 실제 설계할 때의 고려되는 …
Source: godjunpyo.com
Date Published: 2/26/2022
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- Author: 황봉갑
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- Date Published: 2019. 10. 13.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=0f-KRsuCq3g
[기계요소설계] 안전계수(Factor of safety)
(1) Ductile Material : 연성재료
– 인장력이 작용했을 때 변형하여 늘어나는 재료. 재료가 탄성한계 이상의 힘을 받아도 파괴되지 아니하고
가늘고 길게(얇고 넓게), 늘어 나는(퍼질 수 있는) 성질. 인장하중을 받을 때 신장을 나타내는 성질.
– 변형이 일어나면 변형이 한 지점에서 집중적으로 일어나다가 변형이 집중적으로 일어난 부분이 파괴되며
그 부분을 중심으로 균열이 생긴다.
ex) 연성의 크기 : 금>은>알루미늄>구리>백금>납>아연>철>니켈
(2) Brittle Material : 취성재료
– 항복강도가 존재하지 않는 재료. 탄성 구간을 넘어 소성 구간에 접어들면 거의 즉시 파괴된다.
– 취성 재료의 응력-변형률 선도는 탄성 구간 밖에 존재하지 않음. 항복 응력이 거의 극한강도와 동일하다.
따라서, 기준 강도 또한 극한강도이다.
– 변형이 재료 전체에서 일어나다가 파괴가 되는 순간 축적되어 있던 탄성 에너지가 재료 전체로 퍼지며 균열이
빠르게 확산되는 것이 특징이다.
ex) 유리, 콘크리트, 세라믹 등
(3) Steady load : 정하중
– 사하중, dead load, static load라고도 한다.
– 기계나 구조물이 받는 하중이 시간적으로나 장소적으로 정지하여 움직이지 않을 때의 하중
– 지극히 서서히 가해진 하중 또는 가해진 체의 상태를 계속하는 하중.
– 자중에서 시간적으로 변동하지 않고 그 크기 및 방향이 일정한 경우의 하중.
(4) live load : 동하중
– 활하중, dynamic load라고도 한다.
– 정하중에 대해 동적으로 작용하는 하중. 그 크기, 방향이 일정하지 않은 하중.
– 지진, 풍압, 기계의 진동과 같이 힘의 크기나 방향 등이 변화하여 구조물에 진동을 발생시키는 하중
* 반복하중(repeated load) : 하중의 크기가 거의 일정한 사이를 변화하며 그 하중의 방향이 인장할 대는 인장 한 만큼
압축하는 경우에는 압축만이 연속에서 반복 작용하는 하중.
* 교번하중(alternate load) : 하중의 크기만이 아니고 방향도 정부로 변화해서 반복하는 하중을 말한다.
ex) 인장과 압축이 교대로 작용하는 경우
* 충격하중(impacted load) : 비교적 단시간에 충격적으로 작용하는 하중.
안전 계수 – Factor of Safety 2021 💪
안전 계수 또는 안전 계수
적용할 재료;
로드 빈도(부하가 적용되는 횟수: 피로가 있습니까?);
환경대응;
투영또는 미래의 로딩유형;
발생할 수 있는 브레이크 모드;
유지보수또는 자연적인 원인으로 인해 미래에 발생할 수 있는 열화)
전체의 무결성을 위해 특정 회원의 중요성;
기계에서 수행할 기능에 영향을
생명이나 재산의 위험;
허용 가능한 응력 계산
허용 가능한 응력(표)
영어 버전
나는 이미 다른 기사에서 항복 강도와 인장 강도에 대해 이야기했습니다. 이러한 응력은 인장 테스트에서 테스트된 물질을 나타냅니다.그러나 사용될 실제 물질은 시험에서 드러난 것보다 더 낮은 저항을 드러내는 불완전하거나 특수성을 가질 수 있습니다.또 다른 일반적인 문제는 사용자의 오용 또는 남용입니다. 허용되는 것보다 더 많은 사람들이 있는 엘리베이터를 본 적이 있습니까?이러한 실질적인 어려움을 보완하기 위해 엔지니어는 재료의 스트레스를 안전한 수준으로 제한해야 합니다.이 안전 수준은로 알려져 있으며 안전 계수(F.S.) 또는 안전 계수(C.S.)의 도움으로 얻을 수 있습니다.안전 계수는 건축 품질(안전)과 비용의 균형을 맞추기 위해 건물 요소를 크기 조정하는 데 사용됩니다.안전 계수의 선택은 계산 기준에 기초하여 또는, 디자이너 엔지니어 자신에 의해, 그들 자신의 부재에 의해 이루어집니다.엔지니어는 몇 가지 기준에 따라 자신의 경험을 기반으로 F.S.를 선택할 수 있습니다.< br />과 같은 여러 가지 요인을 고려해야 하기 때문에 매우 주의해야 한다는 분석입니다.각 케이블의 몇 가지 안전 요소에 대한 자세한 내용은 아래 표를 참조하십시오. 각 서비스 유형에는 보안 요소가 다릅니다.안전 계수는 항상 실패를 피하기 위해 1보다 큰 숫자입니다.계산은 다음 수식인에 의해 제공됩니다. 설계자 및 기술 표준 계산 철학에 따라 수율 또는 인장 제한을 사용할 수 있습니다.CS는 안전 계수.일부 표준에서는 표준이 이미 허용 가능한 스트레스의 가치를 제공하기 때문에 안전 계수를 선택할 필요가 없습니다.따라야 할 표준을 가지고 있더라도 상식을 갖는 것이 중요합니다. 표준(종종)은 모든 사용 및 응용 프로그램을 예측할 수 없습니다.다음은 건축 자재에 대한 몇 가지 허용 응력 (장력, 압축, 전단 및 굽힘)입니다 :방문 영어 버전 필요한 경우 설명에 대 한.
안전 여유(Margin of safety)와 안전계수 범위
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▣ 안전 여유란?
– 물체가 최대하중을 받을 때 추가적인 하중을 얼마나 더 견딜 수 있는가를
나타낸는 값이다.
[Ex) 재질의 최소 항복강도 :100 MPa, 구조해석 결과 Von mises stress 50MPa이때 안전 여유 : 1=100/50-1]
▣ 안전 여유의 특성과 식
– 설계 안전 계수가 정의되어야 계산이 된다.
– 설계 안전 계수에 대한 정보 없이도 안전 여유 값만을 알아도 설계 요구 조건을
만족하는지 확인할 수 있다.
– 안전 여유식 : 파손 응력 or 하중/(설계 응력 혹은 하중*설계 안전계수)-1
= 실제 안전 계수/ 설계 안전 계수-1
▣ 안전계수 범위
안전 계수 설 명 1.25~1.5 관리가 가능한 조건에서 매우 신뢰성 있는 재료를 사용하고, 작용하는 하중 및 응력의 크기를 정확히 아는 경우. 1.5~2 비교적 일정한 조건에서 잘 알려져 있는 재료를 사용하고, 하중과 응력의 크기가 쉽게 결정될 수 있는 경우. 2~2.5 평번한 조건에서 보통의 재료를 사용하고, 하중과 응력의 크기를 알아낼 수 있는 경우 2.5~3 보통의 환경, 하중, 응력 조건에 별로 사용되지 않은 재료 또는 취성인 재료를 사용하는 경우 3~4 보통의 환경, 하중, 응력 조건에서 사용해 본 적이 없는 재료를 사용하는 경우 3~4 잘 알려진 재료이지만 불확실한 환경과 응력 조건에서 사용할 때
* 반복 하중: 위의 표에서 설명한 바에 따라 안전계수를 선택하면 되지만 재료의 항복강도
대신에 내구 한도를 기준으로 하여 안전계수를 구해야 한다.
* 충격 하중: 위의 표 3번째~6번째에서 설명한 바에 따라 안전계수를 선택하면 되지만 충격
계수를 포함시켜야 한다.
* 취성재료: 이론적인 최댓값으로 극한 강도를 사용하며, 위의 표에서 제신 된 값을 대략 2배
사용해야 한다.
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LIST
안전계수 선정 방법
파단이라는 물리적인 의미를 “파단”이라고 생각하시면 안될듯합니다. 말그래도 재료가 뽀개지거나 하는 것이 아니라
구조재료로서 거동할 수 있는 범위를 지났다고 생각하시는 것이 좋을 듯합니다.
ansys에서 제공해주는 파괴규준은 아래와 같이 있네요. 재료는 아시시다시피 연성재료와 취성재료로 나뉘는데
각 재료 성질에 따라 적용될수 있는 파괴 규준이 다릅니다.
* 별도의 회사기준 -(중량물 – min(항복강도/3,인장강도/5) or else)
* Application 의 규격에 따라 (압력용기 – ASME 코드에 따라 Membrane, M+Bending, M+B+Peak Stress 를 비교, 기타 Military, SAE 규격 등)
연성(von Mises-Hencky theory)재료의 경우 Maximum Equivalent Stress Safety Tool , Maximum Shear Stress Safety Too l 기준에 따라 안전계수를 판단하며,
[Von-Mises Yield Criterion 으로 Equivalent Stress 를 산출했을 때, 일반적으로 안전율 1 이하이면 항복이 시작된다고 볼 수 있습니다.]취성(Tresca)재료의 경우 Mohr-Coulomb Stress Safety Tool, Maximum Tensile Stress Safety Tool 이 적용되고 있습니다.
많은 경우 연성재료에는 Maximum Equivalent Stress Safety Tool (von Mises-Hencky theory),
취성재료에는 Mohr-Coulomb Stress Safety Too l 을 사용하는 것으로 알고있습니다.
– 일반적인 기계 분야에서는 안전율이 얼마인지는 모르겠지만, Alignment 중요도, 용도 (진동-충격 등), 변형 허용정도에 따라서 달라질 겁니다. 분야에 따라 정적 응력값보다 피로응력 값이 중요할 수도 있습니다.
– Aircraft 분야에서는 입력값을 실제보다 높게 주고 (worst case) 안전율 1.0, Marine 분야에서는 주요 장비의 최소 안전율을 2.0 으로 주기도 합니다.
1. 일반적으로 항복강도에 대하여 안전계수를 따집니다. 왜냐하면 항복이 일어나면 기능이 정상적으로 안될수 있기 때문입니다. 물론 연성이 좋은 재료는 항복이후에도 많은 변형에너지로 흡수하므로 이러한 기준이 적용하기 애매합니다만… 또한 구분하여 항복강도에 대하여 얼마, 인장강도에 대하여 얼마 이렇게 평가하기도 합니다.
2. 선형해석의 결과
로 안전계수 1이하라면 항복강도에 대하여 따지는게 일반적이며 이때 소성 변형이 발생되기 시작되었다고 할수 있습니다. 보통 안전계수 산출 기준은
-연성 재질: 최대 등가 응력기준(Von Mises 이론), 최대 전단 응력기준, -취성재질: 최대 인장응력 기준, Mohr-Coulomb 응력 기준
3. 보통 산업 기계 적용 안전율: 3 이상 , 항공기: 1.5 이상
4. 작용 하중 형태(정적 하중, 동적 하중, 충격하중등)에 따라서 달라질수 있습니다.
보통 동적하중이나 충격 하중이 작용하면 안전율을 더크게 주어야합니다.
5. 탄성해석시는 Young’s modulus, 탄소성 해석시는 탄성구간: Young’s modulus, 소성구간: Tangent Modulus 또는 multi-linear true stress-true strain 커브를 넣어주기도 합니다.
출처: http://cafe.naver.com/kansys
안전계수 (Factor of Safety, Safety Factor) 및 안전 여유 (margin of safety)
□ 안전 계수 (Factor of Safety, Safety Factor)
제작품의 재질, 하중, 해석 (시험) 등의 구조적 불확실성에 대한 대비책으로 하중에 비해 재질이 어느 정도 여유를 가지는가를 나타낸다. 큰 값일수록 강도 여유를 많이 가진다.
정의 = 재료 강도 / 응력 혹은 하중
* 강도와 응력 혹은 하중의 단위는 대부분 응력 ( MPa ) 단위 이다.
재료 강도 : 항복 강도가 사용되면 항복에 대한 안전계수가 되고, 인장 강도가 사용되면 인장에 대한 안전계수가 된다. 보통 항복 강도(내력)가 사용된다.
응력 또는 하중 : 해석 또는 시험을 통해 얻어진 응력 또는 하중이다. 해석 안전계수의 응력은 보통 유한요소해석을 통하여 얻어진 von-Mises 응력이 많이 사용된다.
설계안전계수와 실제(해석 혹은 시험)안전계수가 있다. 보통 설계안전계수를 안전계수라 부른다.
설계 안전계수 (Design Factor of Safety)
구조물의 안전성 요구조건으로 설계하기 전에 설계자가 정하는 값이다. 과거의 경험이나 유사한 제품의 안전계수를 근거로 1 이상인 값으로 설정한다.
기계 부품의 경우, 보통 1.2~2 사이의 값으로 이 값이 클수록 구조적으로 안정적인 설계이나 대신에 무겁고 재료비가 많이 든다.
자동차와 같이 무게가 중요한 부품인 경우는 안전계수를 1.X 수준으로 낮게 설정하며 건축물과 같이 무게가 중요하지 않은 인자는 안전계수를 상대적으로 크게 설정한다.
실제 (해석 또는 시험) 안전계수 (Realized Factor of Safety)
설계가 끝나고 도면이 완성되면 구조해석을 통해 응력을 구할수 있고 혹은 제품이 완성되면 시험을 통해 구조적인 요구조건을 만족하는 하중을 구할 수 있다.
이러한 해석 응력을 적용하면 해석 안전계수가 되고 시험 하중을 적용하면 시험 안전계수가 된다. 이 해석 혹은 시험 안전계수가 설계 안전계수보다 커야 설계 요구조건을 만족시키게 된다.
예)
재질의 최소 항복강도 : 100 MPa
구조해석 결과 von-Mises 등가 응력 : 50 MPa (구조해석 하중 조건은 설계 하중조건)
실제 (해석) 안전계수 : 2
□ 안전 여유 (margin of safety)
안전 여유의 정의는 아래와 같이 두가지로 정의된다. 실무에서는 요구조건 검증을 위한 식을 사용하는 것이 유리하다고 생각된다.
구조 수용성 측정을 위한 식
교과서에서 많이 사용되는 식으로 추가 하중의 정도를 나타낸다.
운용중에 나타나는 최대 하중을 받는 부품이 파손전에 추가적인 하중을 얼마나 더 견딜수 있는가를 나타낸다.
안전여유 = 파손 응력 혹은 하중 / 응력 혹은 하중 – 1
= 안전계수 – 1
예)
재질의 최소 항복강도 (= 파손 응력 혹은 하중) : 100 MPa
구조해석 결과 von-Mises 등가 응력 : 50 MPa (구조해석 하중 조건은 설계 하중조건)
안전여유 : 1 = 100/50-1
안전여유값 물리적 의미 0 설계하중에서 추가하중이 발생하면 파손 + 설계하중에서 추가하중 어느 정도 증가한 이후에 파손 – 설계 하중에서 파손
요구조건 검증을 위한 식
기관 (예. NASA) 및 조직에서 많이 사용되며 설계 안전 계수가 정의되어야 계산될 수 있다.
설계 안전 계수에 대한 정보없이도 안전여유값만을 보아도 설계요구조건을 만족하는 지를 확인할 수 있는 장점이 있다.
대형 구조물의 경우 설계 안전 계수가 부품별로 다를수가 있으며 이 때 유리하다.
안전 여유 = 파손 응력 혹은 하중 / (설계 응력 혹은 하중 x 설계 안전 계수) -1
= 실제 안전 계수 / 설계 안전 계수 – 1
예1)
설계 안전계수 : 2
재질의 최소 항복강도 : 100 MPa
구조해석 결과 von-Mises 등가 응력 : 50 MPa (구조해석 하중 조건은 설계 하중조건)
실제 안전계수 : 2
안전여유 : 0 ( = 2/2-1)
예2)
설계 안전계수 : 1.2
재질의 최소 항복강도 : 100 MPa
구조해석 결과 von-Mises 등가 응력 : 50 MPa (구조해석 하중 조건은 설계 하중조건)
실제 안전계수 : 2
안전여유 : 0.666 ( = 2/1.2-1)
안전여유값 물리적 의미 0 구조 설계 요구조건 정확히 만족 (안전계수이외의 강도 여유 없음) + 구조 설계 요구조건을 여유를 가지며 만족 (경우에 따라 무게 감량 가능함, 강도 과설계 혹은 구조적으로 매우 안정함) – 구조 설계 요구조건을 만족하지 못함 (설계를 변경해야 함)
물성치 : 하중에 대한 재료의 허용응력 표
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# 하중에 대한 재료의 허용응력 표
– 기계 설계를 하거나 사용하다보면 예상했던 응력보다 큰 응력이 작용되거나 파괴될 수 있는 복합적인 인자들이
작용할 수 있습니다.
이런 부분들을 개선하고 보완하기 위해 기계가 충분히 안전도를 갖도록 설계되어야 하지만, 너무 과 설계가 진행되면
중량 및 비용이 증가하게 되어 경제성이 떨어집니다.
적정하게 결정하는 게 중요합니다.
그래서 아래 표의 허용 응력 및 안전계수 값을 표로 작성하여 게시합니다.
■ 언윈 ( Unwin ) 의 안전계수 값
■ 하중에 대한 재료의 허용응력 표
간혹 기계 축설계 문제 관련해서 보통 허용굽힘응력 또는 허용전단응력 또는 허용비틀림응력 등을 제시해 주는 경우가 있는데, 저도 처음에는 값을 어떻게 지정해야할지 어려웠었는데요.
요즘은 일반적으로 S45C 또는 SS400 재질과 같은 경우는 연강 기준으로 위 표의 낮은 값으로 축설계에 적용을 하고 있습니다.
참고하세요.
# 카테고리 – 기계공학 란에 축 설계 예시 #
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정하중 용접 접합의 안전계수
정하중 시 용접 접합의 필요한 최소 안전계수 n s 는 허용 응력의 비율과 접합 재질의 항복 강도 n S = S Y / σ Al 또는 n S = S Y / τ Al 을 나타냅니다.
용접 접합의 필요한 안전은 용접 설계의 방법과 품질(용접 표면의 쉐이프와 기계가공, 용접 강화, 용접 균질성, 관통 등), 작업 조건, 접합 신뢰도 요구 사항 및 용접 파괴 시 사람의 생명에 대한 위협 가능성에 의해 영향을 받습니다. 값을 설정할 때는 많은 다른 효과도 고려해야 합니다.
계산 프로시저는 온도와 잔류 응력으로 인해 갑자기 깨질 가능성과 재질의 기계적 값의 변화는 고려하지 않습니다. 주어진 하중에 대한 특정 단면에서 공칭 응력만 계산에 의해 설정됩니다. 응력 집중과 내부 응력은 고려하지 않습니다. 필요한 최소 접합 안전을 설정할 때는 이러한 모든 사항을 고려하십시오.
안전계수를 지정할 때는 사용되는 계산 방법을 고려해야 합니다. 정하중 용접의 두 계산 방법 모두 다른 방식으로 용접 안전을 해결합니다.
표준 계산 프로시저
허용 용접 하중을 계산된 수직 응력, 전단 응력 또는 결과 감소 응력과 직접 비교하여 용접이 만족스러운지 확인합니다. 이 비교는 용접 유형과 설계 및 하중 방법에 따라 이루어집니다. 필요한 용접 안전이 용접 접합에서 발생하는 응력 유형과 방향에 따라 다르다는 것은 명백합니다. 또한 다른 용접 유형, 쉐이프 및 설계, 다양한 하중 결합에 대해 다른 안전계수를 지정할 필요도 있습니다. 다음 표에서는 다른 용접 유형에 권장되는 최소 안전계수 값에 대한 정보를 보여 줍니다.
용접 유형, 하중 n S 견인 하중을 받는 맞대기 용접 1.6 … 2.2 굽힘 하중을 받는 맞대기 용접 1.5 … 2.0 전단 하중을 받는 맞대기 용접 2.0 … 3.0 하중력을 받는 맞대기 용접 1.4 … 2.7 부품 접합 평면에 하중을 받는 모깎기 용접 2.0 … 3.0 공간 하중을 받는 모깎기 용접 1.4 … 2.7 플러그 및 그루브 용접 2.0 … 3.0 전단 하중을 받는 플러그(저항) 용접 1.6 … 2.2 파열 하중을 받는 플러그(저항) 용접 2.5 … 3.3
비교 응력 방법
(MSS와 von-Mises) 안전계수값이 크면 더 안전?
Mechanics of Materials, James M. Gere, Thomson
Ch. 1 Tension Compression and Shear
Ch. 2 Axially Loaded Members
Ch. 3 Torsion
Ch. 4 Shear Forces and Bending Moments
Ch. 5 Stresses in Beams Basic Topics
Ch. 6 Stresses in Beams Advanced Topics
Ch. 7 Analysis of Stress and Strain
Ch. 8 Applications of Plane Stress (Pressure Vessels Beams and Combined Loadings)
Ch. 9 Deflections of Beams
Ch. 10 Statically Indeterminate Beams
Ch. 11 Columns
Ch. 12 Review of Centroids and Moments of Inertia
키워드에 대한 정보 안전 계수 표
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