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。

外径 75 mm、内径 56 mm の中空丸軸がトルク 1000 N·m を受ける。最大せん断応力 τ_max を求めよ。

黄銅製の中空軸（外径 50 mm、内径 25 mm、長さ 2.5 m）が一端で固定され、他端でトルク 500 N·m によりねじられる。ねじれ角 φ を度で求めよ。

ねじり試験で、直径 15 mm の中実試験片をトルク 20 N·m でねじる。標点距離 250 mm の両端は互いに 1.48° 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 のアルミニウム製の中実軸が A で固定されている。A から 0.8 m の B にトルク 2000 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 400 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τ_max を求めよ。

アルミニウム製の中実軸が 1000 rpm で 20 kW を伝達する。せん断応力は 80 MPa を、ねじれ角は長さ m あたり 0.25° を超えてはならない。両方の制限を満たす最小の直径 d を求めよ。