解答つき軸のねじりワークシート

無料で印刷できる軸のねじりのワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
do​ = 80, di​ = 40 mmT = 1500 N·m

外径 80 mm、内径 40 mm の中空丸軸がトルク 1500 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 1500 N·mdo = 80 mmdi = 40 mm
τmax = MPa
2.やさしい
T = 250 N·md = 40 mm

中実丸軸がトルク T を受ける。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 250 N·md = 40 mm
τmax = MPa
3.ふつう
d = ?T = 100 N·mL = 0.5 m

長さ 0.5 m の黄銅製の中実軸がトルク 100 N·m を受ける。両端間のねじれ角は 1.5° を超えてはならない。この制限を満たす最小の直径 d を求めよ。

T = 100 N·mL = 0.5 mG = 39 GPaφallow = 1.5°
d = mm
4.ふつう
d = 15 mmT = 50 N·m250 mmφ = 1.8°

ねじり試験で、直径 15 mm の中実試験片をトルク 50 N·m でねじる。標点距離 250 mm の両端は互いに 1.8° 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。

T = 50 N·md = 15 mmL = 250 mmφ = 1.8°
G = GPa
5.むずかしい
d = 50 mmTB​ = 400 N·mTC​ = 750 N·mABC2 m3 m

直径 50 mm の黄銅製の中実軸が A で固定されている。A から 2 m の B にトルク 400 N·m が作用し、さらに 3 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 750 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

d = 50 mmTB = 400 N·mTC = 750 N·mAB = 2 mBC = 3 m
τmax = MPa
6.むずかしい
d = 25 mmT0​ = 200 N·mACBa = 3 mb = 2 m

直径 25 mm の黄銅製の中実軸が、両端 A と B で剛な壁に固定されている。A から 3 m、B から 2 m の C にトルク 200 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

d = 25 mmT0 = 200 N·ma = 3 mb = 2 m
τmax = MPa

解答

  1. 1. τmax = 15.92 MPa
  2. 2. τmax = 19.89 MPa
  3. 3. d = 26.58 mm
  4. 4. G = 80.06 GPa
  5. 5. τmax = 46.86 MPa
  6. 6. τmax = 39.11 MPa

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。