عمود دائري مصمت يحمل عزم التواء T. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 400 N·md = 60 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود دائري مصمت قطره 60 mm مصنوع من مادة إجهاد القص المسموح لها 60 MPa. أوجد أكبر عزم التواء Tmax يمكن أن يتحمّله العمود.
d = 60 mmτallow = 60 MPa
Tmax = N·m
3.متوسطة
عمود مصمت من الفولاذ مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 100 N·md = 30 mmL = 1,2 mG = 80 GPa
φ = °
4.متوسطة
عمود مصمت من النحاس الأصفر مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 750 N·md = 40 mmL = 3 mG = 39 GPa
φ = °
5.صعبة
يجب أن ينقل عمود مجوّف 30 kW بسرعة 500 rpm. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,8 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 50 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
P = 30 kWN = 500 rpmdi/do = 0,8τallow = 50 MPa
do = mm
6.صعبة
عمود مجوّف ينقل 15 kW عند 300 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 15 kWN = 300 rpmdo = 50 mmdi = 25 mm
τmax = MPa
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 9,431 MPa
- 2. Tmax = 2545 N·m
- 3. φ = 1,081 °
- 4. φ = 13,15 °
- 5. do = 46,24 mm
- 6. τmax = 20,75 MPa
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.