عمود دائري مصمت يحمل عزم التواء T. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 750 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود دائري مجوّف قطره الخارجي 60 mm وقطره الداخلي 45 mm يحمل عزم التواء 750 N·m. أوجد أقصى إجهاد قص τmax.
T = 750 N·mdo = 60 mmdi = 45 mm
τmax = MPa
3.متوسطة
عمود مصمت مدرَّج من النحاس الأصفر مثبَّت عند A. الجزء AB قطره 60 mm وطوله 2,5 m؛ والجزء BC قطره 40 mm وطوله 2 m. يؤثّر عزم التواء 400 N·m عند الطرف الحر C. أوجد زاوية التواء الطرف C φC بالدرجات.
T = 400 N·md1 = 60 mm, L1 = 2,5 md2 = 40 mm, L2 = 2 mG = 39 GPa
φC = °
4.متوسطة
عمود مصمت من النحاس الأصفر مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 200 N·md = 20 mmL = 1,2 mG = 39 GPa
φ = °
5.صعبة
عمود مجوّف ينقل 20 kW عند 1000 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 20 kWN = 1000 rpmdo = 50 mmdi = 40 mm
τmax = MPa
6.صعبة
يجب أن ينقل عمود مجوّف 30 kW بسرعة 1800 rpm. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,7 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 50 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
P = 30 kWN = 1800 rpmdi/do = 0,7τallow = 50 MPa
do = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 30,56 MPa
- 2. τmax = 25,87 MPa
- 3. φC = 5,831 °
- 4. φ = 22,45 °
- 5. τmax = 13,18 MPa
- 6. do = 27,73 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.