위트모어 유효단면적 (Whitmore Effective Area)

1. 정의

위트모어 유효단면적이란, 인장력이 볼트 접합부를 통하여 분산될 때, 실제로 응력이 전달되는 단면 폭을 나타내기 위해 사용되는 개념이다. 이는 순단면 파단(NTE: Net Tension Fracture) 검토 시 보수적 설계를 위한 유효 폭 기준으로 활용된다.

2. 산정 방법

유효 폭은 가장 외곽의 볼트를 기준으로 양쪽으로 30°씩 퍼지는 삼각형 형태로 정의되며, 다음 식으로 계산한다:

\[ b_w = g + 2 \cdot L \cdot \tan{30^\circ} \]

• \( g \): 가장 바깥쪽 볼트 간 거리 (gage)
• \( L \): 외곽 볼트에서 판 가장자리까지 거리
• \( b_w \): 위트모어 유효 폭 (Whitmore Width)

이때 유효단면적은 다음과 같이 산정된다:

\[ A_w = b_w \cdot t \]

여기서 \( t \)는 판 두께이다.

3. 적용 목적 및 사례

• 순단면 인장 파단에 대한 정밀한 평가에 활용됨
• 응력 집중 완화를 위한 보수적 유효 폭 추정
• 거셋플레이트(gusset plate)와 같은 비직각 접합부 설계에 사용

4. 도식