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 = 20 mm
τmax = MPa
2.سهلة
عمود دائري مجوّف قطره الخارجي 50 mm وقطره الداخلي 35 mm يحمل عزم التواء 250 N·m. أوجد أقصى إجهاد قص τmax.
T = 250 N·mdo = 50 mmdi = 35 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 = 400 N·md = 30 mmL = 0,8 mG = 80 GPa
φ = °
4.متوسطة
عمود مصمت مدرَّج من النحاس الأصفر مثبَّت عند A. الجزء AB قطره 50 mm وطوله 2,5 m؛ والجزء BC قطره 40 mm وطوله 1,5 m. يؤثّر عزم التواء 1000 N·m عند الطرف الحر C. أوجد زاوية التواء الطرف C φC بالدرجات.
T = 1000 N·md1 = 50 mm, L1 = 2,5 md2 = 40 mm, L2 = 1,5 mG = 39 GPa
φC = °
5.صعبة
عمود مصمت من النحاس الأصفر ينقل 50 kW بسرعة 750 rpm. يجب ألّا يتجاوز إجهاد القص 75 MPa وألّا يتجاوز الالتواء 0,5° لكل m من الطول. أوجد أصغر قطر d يحقّق الحدّين كليهما.
P = 50 kWN = 750 rpmτallow = 75 MPaθallow = 0,5°/mG = 39 GPa
d = mm
6.صعبة
يجب أن ينقل عمود مصمت 50 kW عند 1450 rpm دون أن يتجاوز إجهاد القص 75 MPa. أوجد أصغر قطر مناسب d.
P = 50 kWN = 1450 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
مفتاح الإجابات
- 1. τmax = 127,3 MPa
- 2. τmax = 13,4 MPa
- 3. φ = 2,882 °
- 4. φC = 14,75 °
- 5. d = 66,07 mm
- 6. d = 28,17 mm
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.