정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
T = 400 N·md = 20 mm

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

T = 400 N·md = 20 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 40 mmT = 2000 N·m

지름 40 mm인 속이 찬 축이 토크 2000 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 15 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 2000 N·md = 40 mmρ = 15 mm
τρ = MPa
3.보통
d1​ = 50 mmd2​ = 25 mmT = 400 N·mABC1 m1.5 m

단이 진 속이 찬 강철 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 50 mm, 길이 1 m이고, 구간 BC는 지름 25 mm, 길이 1.5 m이다. 자유단 C에 토크 400 N·m이(가) 작용한다. 끝 C의 비틀림각 φC을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 400 N·md1 = 50 mm, L1 = 1 md2 = 25 mm, L2 = 1.5 mG = 80 GPa
φC = °
4.보통
do​ = 50, di​ = 30 mmT = 250 N·mL = 2.5 m

알루미늄 중공축(바깥지름 50 mm, 안지름 30 mm, 길이 2.5 m)의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 쪽 끝에 토크 250 N·m이(가) 가해진다. 비틀림각 φ을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 250 N·mdo = 50 mmdi = 30 mmL = 2.5 mG = 26 GPa
φ = °
5.어려움
do​ = ?30 kW, 1450 rpm

중공축이 1450 rpm에서 30 kW을(를) 전달해야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.8배로 하고, 전단 응력은 80 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

P = 30 kWN = 1450 rpmdi/do = 0.8τallow = 80 MPa
do = mm
6.어려움
d = 60 mmT0​ = 500 N·mACBa = 1.2 mb = 0.5 m

지름 60 mm인 속이 찬 황동 축의 양 끝 A와 B가 강체 벽에 고정되어 있다. A에서 1.2 m, B에서 0.5 m 떨어진 C에 토크 500 N·m이(가) 가해진다. 단면 C의 회전각 φC을(를) 도(°)로 구하시오.

d = 60 mmT0 = 500 N·ma = 1.2 mb = 0.5 mG = 39 GPa
φC = °

정답표

  1. 1. τmax = 254.6 MPa
  2. 2. τρ = 119.4 MPa
  3. 3. φC = 11.67 °
  4. 4. φ = 2.579 °
  5. 5. do = 27.72 mm
  6. 6. φC = 0.2038 °

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