عمود دائري مصمت يحمل عزم التواء T. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
T = 200 N·md = 30 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود يدور بسرعة 1200 rpm يحمل عزم التواء ثابتًا 50 N·m. أوجد القدرة P التي ينقلها.
T = 50 N·mN = 1200 rpm
P = kW
3.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 = 50 mmL = 1 mG = 39 GPa
φ = °
4.متوسطة
عمود مجوّف من الفولاذ (قطره الخارجي 60 mm، وقطره الداخلي 36 mm، وطوله 2,5 m) مثبَّت عند أحد طرفيه ويُلوى بعزم 400 N·m عند الطرف الآخر. أوجد زاوية الالتواء φ بالدرجات.
T = 400 N·mdo = 60 mmdi = 36 mmL = 2,5 mG = 80 GPa
φ = °
5.صعبة
يجب أن ينقل عمود مجوّف 75 kW بسرعة 3000 rpm. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,75 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 80 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
P = 75 kWN = 3000 rpmdi/do = 0,75τallow = 80 MPa
do = mm
6.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 100 kW عند 3000 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 60 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 100 kWN = 3000 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 37,73 MPa
- 2. P = 6,283 kW
- 3. φ = 0,4789 °
- 4. φ = 0,6467 °
- 5. do = 28,12 mm
- 6. d = 30,01 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.