عمود دائري مصمت يحمل عزم التواء T. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 500 N·md = 60 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود دائري مجوّف قطره الخارجي 80 mm وقطره الداخلي 40 mm يحمل عزم التواء 500 N·m. أوجد أقصى إجهاد قص τmax.
T = 500 N·mdo = 80 mmdi = 40 mm
τmax = 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 = 1 mG = 26 GPa
φ = °
4.متوسطة
يجب أن يحمل عمود مجوّف عزم التواء 500 N·m. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,7 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 80 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
T = 500 N·mdi/do = 0,7τallow = 80 MPa
do = mm
5.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 50 kW عند 1800 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 75 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 50 kWN = 1800 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
6.صعبة
عمود مصمت من النحاس الأصفر ينقل 15 kW بسرعة 300 rpm. يجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 50 MPa وألّا يتجاوز الالتواء 0,25° لكل m من الطول. أوجد أصغر قطر d يحقّق الحدّين كليهما.
P = 15 kWN = 300 rpmτallow = 50 MPaθallow = 0,25°/mG = 39 GPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 11,79 MPa
- 2. τmax = 5,305 MPa
- 3. φ = 0,3591 °
- 4. do = 34,73 mm
- 5. d = 26,21 mm
- 6. d = 73,12 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.