解答つき軸のねじりワークシート

中実丸軸がトルク T を受ける。軸の最大せん断応力 τ_max を求めよ。

直径 25 mm の中実軸がトルク 750 N·m を受ける。中心から半径 3.1 mm の位置におけるせん断応力 τ_ρ を求めよ。

ねじり試験で、直径 10 mm の中実試験片をトルク 30 N·m でねじる。標点距離 300 mm の両端は互いに 13.47° 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。

アルミニウム製の中実軸が壁に固定され、自由端でトルク T によりねじられる。自由端のねじれ角 φ を度で求めよ。

直径 20 mm の黄銅製の中実軸が A で固定されている。A から 1 m の B にトルク 750 N·m が作用し、さらに 1.2 m 先の自由端 C に逆向きのトルク 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 1800 rpm で 30 kW を伝達し、せん断応力が 80 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。