عمود يدور بسرعة 750 rpm يحمل عزم التواء ثابتًا 500 N·m. أوجد القدرة P التي ينقلها.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 500 N·mN = 750 rpm
P = kW
2.سهلة
عمود دائري مصمت قطره 20 mm مصنوع من مادة إجهاد القص المسموح لها 50 MPa. أوجد أكبر عزم التواء Tmax يمكن أن يتحمّله العمود.
d = 20 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
3.متوسطة
عمود مصمت من النحاس الأصفر طوله 0,8 m يحمل عزم التواء 2000 N·m. يجب ألّا تتجاوز زاوية الالتواء بين طرفيه 0,5°. أوجد أصغر قطر d يحقّق هذا الحد.
T = 2000 N·mL = 0,8 mG = 39 GPaφallow = 0,5°
d = mm
4.متوسطة
عمود مصمت من الفولاذ مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 250 N·md = 20 mmL = 2 mG = 80 GPa
φ = °
5.صعبة
عمود مصمت من النحاس الأصفر قطره 40 mm مثبَّت عند A. يؤثّر عزم التواء 750 N·m عند B على بعد 2 m من A، ويؤثّر عزم التواء 400 N·m في الاتجاه نفسه عند الطرف الحر C، على بعد 0,5 m إضافية. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
d = 40 mmTB = 750 N·mTC = 400 N·mAB = 2 mBC = 0,5 m
τmax = MPa
6.صعبة
عمود مجوّف ينقل 30 kW عند 3000 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 30 kWN = 3000 rpmdo = 40 mmdi = 32 mm
τmax = MPa
مفتاح الإجابات
- 1. P = 39,27 kW
- 2. Tmax = 78,54 N·m
- 3. d = 83,19 mm
- 4. φ = 22,8 °
- 5. τmax = 91,51 MPa
- 6. τmax = 12,87 MPa
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.