정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
T = 250 N·md = 50 mm

속이 찬 원형 축이 토크 T를 받는다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 250 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 20 mmT = ?

지름 20 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 80 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 20 mmτallow = 80 MPa
Tmax = N·m
3.보통
d1​ = 50 mmd2​ = 25 mmT = 400 N·mABC0.8 m0.8 m

단이 진 속이 찬 알루미늄 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 50 mm, 길이 0.8 m이고, 구간 BC는 지름 25 mm, 길이 0.8 m이다. 자유단 C에 토크 400 N·m이(가) 작용한다. 끝 C의 비틀림각 φC을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 400 N·md1 = 50 mm, L1 = 0.8 md2 = 25 mm, L2 = 0.8 mG = 26 GPa
φC = °
4.보통
T = 250 N·md = 20 mmL = 0.8 mφ = ?

황동 재질의 속이 찬 축이 벽에 고정되어 자유단에서 토크 T로 비틀린다. 자유단의 비틀림각 φ을(를) 도 단위로 구하시오.

T = 250 N·md = 20 mmL = 0.8 mG = 39 GPa
φ = °
5.어려움
d = ?10 kW, 500 rpm

속이 찬 강철 축이 500 rpm에서 10 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 1°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 10 kWN = 500 rpmτallow = 75 MPaθallow = 1°/mG = 80 GPa
d = mm
6.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 1450 rpm에서 5 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 40 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 5 kWN = 1450 rpmτallow = 40 MPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 10.19 MPa
  2. 2. Tmax = 125.7 N·m
  3. 3. φC = 19.54 °
  4. 4. φ = 18.71 °
  5. 5. d = 34.36 mm
  6. 6. d = 16.12 mm

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