عمود دائري مصمت يحمل عزم التواء T. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 250 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود يدور بسرعة 1450 rpm يحمل عزم التواء ثابتًا 100 N·m. أوجد القدرة P التي ينقلها.
T = 100 N·mN = 1450 rpm
P = kW
3.متوسطة
عمود مصمت من الفولاذ مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 500 N·md = 40 mmL = 1,2 mG = 80 GPa
φ = °
4.متوسطة
عمود مجوّف من الفولاذ (قطره الخارجي 40 mm، وقطره الداخلي 28 mm، وطوله 1,5 m) مثبَّت عند أحد طرفيه ويُلوى بعزم 400 N·m عند الطرف الآخر. أوجد زاوية الالتواء φ بالدرجات.
T = 400 N·mdo = 40 mmdi = 28 mmL = 1,5 mG = 80 GPa
φ = °
5.صعبة
يجب أن ينقل عمود مجوّف 30 kW بسرعة 1000 rpm. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,75 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 60 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
P = 30 kWN = 1000 rpmdi/do = 0,75τallow = 60 MPa
do = mm
6.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 20 kW عند 750 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 75 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 20 kWN = 750 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 10,19 MPa
- 2. P = 15,18 kW
- 3. φ = 1,71 °
- 4. φ = 2,25 °
- 5. do = 32,89 mm
- 6. d = 25,86 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.