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 = 20 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود مصمت قطره 25 mm يحمل عزم التواء 500 N·m. أوجد إجهاد القص τρ عند نصف قطر 10 mm من المركز.
T = 500 N·md = 25 mmρ = 10 mm
τρ = MPa
3.متوسطة
عمود مصمت مدرَّج من الألومنيوم مثبَّت عند A. الجزء AB قطره 30 mm وطوله 1 m؛ والجزء BC قطره 25 mm وطوله 2,5 m. يؤثّر عزم التواء 250 N·m عند الطرف الحر C. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
T = 250 N·md1 = 30 mm, L1 = 1 md2 = 25 mm, L2 = 2,5 m
τmax = MPa
4.متوسطة
عمود مصمت من الفولاذ طوله 1,5 m يحمل عزم التواء 200 N·m. يجب ألّا تتجاوز زاوية الالتواء بين طرفيه 1°. أوجد أصغر قطر d يحقّق هذا الحد.
T = 200 N·mL = 1,5 mG = 80 GPaφallow = 1°
d = mm
5.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 20 kW عند 300 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 60 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 20 kWN = 300 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
6.صعبة
عمود مجوّف ينقل 30 kW عند 1800 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 30 kWN = 1800 rpmdo = 40 mmdi = 24 mm
τmax = MPa
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 127,3 MPa
- 2. τρ = 130,4 MPa
- 3. τmax = 81,49 MPa
- 4. d = 38,46 mm
- 5. d = 37,81 mm
- 6. τmax = 14,55 MPa
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.