عمود دائري مصمت قطره 60 mm مصنوع من مادة إجهاد القص المسموح لها 100 MPa. أوجد أكبر عزم التواء Tmax يمكن أن يتحمّله العمود.
ورقة عمل التواء الأعمدة مع الإجابات
1.سهلة
d = 60 mmτallow = 100 MPa
Tmax = N·m
2.سهلة
عمود يدور بسرعة 1000 rpm يحمل عزم التواء ثابتًا 750 N·m. أوجد القدرة P التي ينقلها.
T = 750 N·mN = 1000 rpm
P = kW
3.متوسطة
يجب أن يحمل عمود مجوّف عزم التواء 2000 N·m. يُراد أن يكون قطره الداخلي 0,75 مرة من قطره الخارجي، ويجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 40 MPa. أوجد أصغر قطر خارجي do.
T = 2000 N·mdi/do = 0,75τallow = 40 MPa
do = mm
4.متوسطة
عمود مصمت من الفولاذ مثبَّت في الجدار ويُلوى بعزم T عند طرفه الحر. أوجد زاوية التواء φ الطرف الحر بالدرجات.
T = 400 N·md = 25 mmL = 3 mG = 80 GPa
φ = °
5.صعبة
عمود مجوّف ينقل 75 kW عند 1500 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 75 kWN = 1500 rpmdo = 75 mmdi = 53 mm
τmax = MPa
6.صعبة
عمود مجوّف ينقل 75 kW عند 750 rpm. أوجد أقصى إجهاد قص τmax في العمود.
P = 75 kWN = 750 rpmdo = 100 mmdi = 50 mm
τmax = MPa
مفتاح الإجابات
- 1. Tmax = 4241 N·m
- 2. P = 78,54 kW
- 3. do = 71,95 mm
- 4. φ = 22,41 °
- 5. τmax = 7,679 MPa
- 6. τmax = 5,188 MPa
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.