عمود دائري مصمت يحمل عزم التواء T. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 200 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود مصمت قطره 30 mm يحمل عزم التواء 1000 N·m. أوجد إجهاد القص τρ عند نصف قطر 3,8 mm من المركز.
T = 1000 N·md = 30 mmρ = 3,8 mm
τρ = MPa
3.متوسطة
عمود مصمت من الألومنيوم مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 100 N·md = 50 mmL = 3 mG = 26 GPa
φ = °
4.متوسطة
عمود مصمت من الفولاذ مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 750 N·md = 20 mmL = 0,5 mG = 80 GPa
φ = °
5.صعبة
عمود مصمت من الفولاذ ينقل 50 kW بسرعة 300 rpm. يجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 80 MPa وألّا يتجاوز الالتواء 0,75° لكل m من الطول. أوجد أصغر قطر d يحقّق الحدّين كليهما.
P = 50 kWN = 300 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0,75°/mG = 80 GPa
d = mm
6.صعبة
عمود مصمت من الألومنيوم ينقل 5 kW بسرعة 750 rpm. يجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 60 MPa وألّا يتجاوز الالتواء 0,25° لكل m من الطول. أوجد أصغر قطر d يحقّق الحدّين كليهما.
P = 5 kWN = 750 rpmτallow = 60 MPaθallow = 0,25°/mG = 26 GPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 8,149 MPa
- 2. τρ = 47,79 MPa
- 3. φ = 1,077 °
- 4. φ = 17,1 °
- 5. d = 62,73 mm
- 6. d = 48,9 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.