解答つき軸のねじりワークシート

直径 25 mm の中実軸がトルク 200 N·m を受ける。中心から半径 9.4 mm の位置におけるせん断応力 τ_ρ を求めよ。

外径 40 mm、内径 28 mm の中空丸軸がトルク 500 N·m を受ける。最大せん断応力 τ_max を求めよ。

中空軸がトルク 2000 N·m を受けなければならない。 内径は外径の 0.7 倍とし、せん断応力は 80 MPa を超えてはならない。最小の外径 d_o を求めよ。

ねじり試験で、直径 12 mm の中実試験片をトルク 40 N·m でねじる。標点距離 250 mm の両端は互いに 3.52° 回転する（材料はまだ弾性域にある）。材料の横弾性係数 G を求めよ。

直径 60 mm の鋼製の中実軸が A で固定されている。A から 1.2 m の B にトルク 250 N·m が作用し、さらに 1.5 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 250 N·m が作用する。 端 C のねじれ角の大きさ φ_C を度で求めよ。

中実軸が 750 rpm で 20 kW を伝達し、せん断応力が 60 MPa を超えないようにしたい。条件を満たす最小直径 d を求めよ。