عمود يدور بسرعة 1450 rpm يحمل عزم التواء ثابتًا 150 N·m. أوجد القدرة P التي ينقلها.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 150 N·mN = 1450 rpm
P = kW
2.سهلة
عمود دائري مجوّف قطره الخارجي 60 mm وقطره الداخلي 30 mm يحمل عزم التواء 400 N·m. أوجد أقصى إجهاد قص τmax.
T = 400 N·mdo = 60 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
3.متوسطة
عمود مصمت من الفولاذ مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 1000 N·md = 50 mmL = 1,2 mG = 80 GPa
φ = °
4.متوسطة
عمود مصمت من الألومنيوم طوله 3 m يحمل عزم التواء 500 N·m. يجب ألّا تتجاوز زاوية الالتواء بين طرفيه 0,5°. أوجد أصغر قطر d يحقّق هذا الحد.
T = 500 N·mL = 3 mG = 26 GPaφallow = 0,5°
d = mm
5.صعبة
عمود مصمت من النحاس الأصفر قطره 60 mm مثبَّت في جدارين صلبين عند طرفيه A و B. يؤثّر عزم التواء 1000 N·m عند C، على بعد 1,5 m من A و 1,2 m من B. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
d = 60 mmT0 = 1000 N·ma = 1,5 mb = 1,2 m
τmax = MPa
6.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 75 kW عند 1450 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 75 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 75 kWN = 1450 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. P = 22,78 kW
- 2. τmax = 10,06 MPa
- 3. φ = 1,401 °
- 4. d = 90,59 mm
- 5. τmax = 13,1 MPa
- 6. d = 32,25 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.