عمود مصمت قطره 25 mm يحمل عزم التواء 500 N·m. أوجد إجهاد القص τρ عند نصف قطر 5 mm من المركز.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 500 N·md = 25 mmρ = 5 mm
τρ = MPa
2.سهلة
عمود دائري مجوّف قطره الخارجي 40 mm وقطره الداخلي 24 mm يحمل عزم التواء 750 N·m. أوجد أقصى إجهاد قص τmax.
T = 750 N·mdo = 40 mmdi = 24 mm
τmax = MPa
3.متوسطة
يجب أن يحمل عمود مجوّف عزم التواء 1000 N·m. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,6 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 50 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
T = 1000 N·mdi/do = 0,6τallow = 50 MPa
do = mm
4.متوسطة
عمود مصمت من النحاس الأصفر طوله 1,5 m يحمل عزم التواء 1500 N·m. يجب ألّا تتجاوز زاوية الالتواء بين طرفيه 0,5°. أوجد أصغر قطر d يحقّق هذا الحد.
T = 1500 N·mL = 1,5 mG = 39 GPaφallow = 0,5°
d = mm
5.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 50 kW عند 3000 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 40 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 50 kWN = 3000 rpmτallow = 40 MPa
d = mm
6.صعبة
عمود مجوّف ينقل 100 kW عند 1500 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 100 kWN = 1500 rpmdo = 75 mmdi = 53 mm
τmax = MPa
مفتاح الإجابات
- 1. τρ = 65,19 MPa
- 2. τmax = 68,57 MPa
- 3. do = 48,91 mm
- 4. d = 90,59 mm
- 5. d = 27,26 mm
- 6. τmax = 10,24 MPa
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.