عمود دائري مصمت يحمل عزم التواء T. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 250 N·md = 60 mm
τmax = MPa
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 الألومنيوم مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 250 N·md = 40 mmL = 1,5 mG = 26 GPa
φ = °
4.متوسطة
يجب أن يحمل عمود مجوّف عزم التواء 400 N·m. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,8 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 75 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
T = 400 N·mdi/do = 0,8τallow = 75 MPa
do = mm
5.صعبة
عمود مجوّف ينقل 50 kW عند 500 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 50 kWN = 500 rpmdo = 50 mmdi = 38 mm
τmax = MPa
6.صعبة
عمود مصمت من النحاس الأصفر ينقل 5 kW بسرعة 1000 rpm. يجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 80 MPa وألّا يتجاوز الالتواء 0,5° لكل m من الطول. أوجد أصغر قطر d يحقّق الحدّين كليهما.
P = 5 kWN = 1000 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0,5°/mG = 39 GPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 5,895 MPa
- 2. Tmax = 78,54 N·m
- 3. φ = 3,288 °
- 4. do = 35,83 mm
- 5. τmax = 58,39 MPa
- 6. d = 34,57 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.