عمود دائري مجوّف قطره الخارجي 75 mm وقطره الداخلي 53 mm يحمل عزم التواء 750 N·m. أوجد أقصى إجهاد قص τmax.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 750 N·mdo = 75 mmdi = 53 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود مصمت قطره 50 mm يحمل عزم التواء 1000 N·m. أوجد إجهاد القص τρ عند نصف قطر 18,8 mm من المركز.
T = 1000 N·md = 50 mmρ = 18,8 mm
τρ = MPa
3.متوسطة
يجب أن يحمل عمود مجوّف عزم التواء 750 N·m. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,75 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 40 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
T = 750 N·mdi/do = 0,75τallow = 40 MPa
do = mm
4.متوسطة
عمود مصمت مدرَّج من الألومنيوم مثبَّت عند A. الجزء AB قطره 40 mm وطوله 1 m؛ والجزء BC قطره 30 mm وطوله 1,2 m. يؤثّر عزم التواء 200 N·m عند الطرف الحر C. أوجد زاوية التواء الطرف C φC بالدرجات.
T = 200 N·md1 = 40 mm, L1 = 1 md2 = 30 mm, L2 = 1,2 mG = 26 GPa
φC = °
5.صعبة
عمود مجوّف ينقل 20 kW عند 500 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 20 kWN = 500 rpmdo = 60 mmdi = 42 mm
τmax = MPa
6.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 75 kW عند 300 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 75 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 75 kWN = 300 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 12,06 MPa
- 2. τρ = 30,64 MPa
- 3. do = 51,89 mm
- 4. φC = 8,404 °
- 5. τmax = 11,85 MPa
- 6. d = 54,53 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.