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 = 40 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود مصمت قطره 20 mm يحمل عزم التواء 200 N·m. أوجد إجهاد القص τρ عند نصف قطر 5 mm من المركز.
T = 200 N·md = 20 mmρ = 5 mm
τρ = MPa
3.متوسطة
عمود مصمت من الفولاذ طوله 1 m يحمل عزم التواء 500 N·m. يجب ألّا تتجاوز زاوية الالتواء بين طرفيه 1,5°. أوجد أصغر قطر d يحقّق هذا الحد.
T = 500 N·mL = 1 mG = 80 GPaφallow = 1,5°
d = mm
4.متوسطة
عمود مصمت من الألومنيوم مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 200 N·md = 30 mmL = 1,2 mG = 26 GPa
φ = °
5.صعبة
عمود مجوّف ينقل 30 kW عند 1800 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 30 kWN = 1800 rpmdo = 40 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
6.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 75 kW عند 500 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 60 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 75 kWN = 500 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 31,83 MPa
- 2. τρ = 63,66 MPa
- 3. d = 39,49 mm
- 4. φ = 6,651 °
- 5. τmax = 18,53 MPa
- 6. d = 49,54 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.