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 = 40 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود دائري مصمت قطره 50 mm مصنوع من مادة إجهاد القص المسموح لها 50 MPa. أوجد أكبر عزم التواء Tmax يمكن أن يتحمّله العمود.
d = 50 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
3.متوسطة
يجب أن يحمل عمود مجوّف عزم التواء 500 N·m. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,6 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 80 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
T = 500 N·mdi/do = 0,6τallow = 80 MPa
do = mm
4.متوسطة
عمود مصمت مدرَّج من النحاس الأصفر مثبَّت عند A. الجزء AB قطره 40 mm وطوله 2 m؛ والجزء BC قطره 30 mm وطوله 1,5 m. يؤثّر عزم التواء 1500 N·m عند الطرف الحر C. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
T = 1500 N·md1 = 40 mm, L1 = 2 md2 = 30 mm, L2 = 1,5 m
τmax = MPa
5.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 75 kW عند 3000 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 40 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 75 kWN = 3000 rpmτallow = 40 MPa
d = mm
6.صعبة
عمود مجوّف ينقل 20 kW عند 1450 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 20 kWN = 1450 rpmdo = 40 mmdi = 20 mm
τmax = MPa
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 19,89 MPa
- 2. Tmax = 1227 N·m
- 3. do = 33,19 mm
- 4. τmax = 282,9 MPa
- 5. d = 31,21 mm
- 6. τmax = 11,18 MPa
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.