정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
do​ = 40, di​ = 32 mmT = 400 N·m

바깥지름 40 mm, 안지름 32 mm인 중공 원형 축이 토크 400 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 400 N·mdo = 40 mmdi = 32 mm
τmax = MPa
2.쉬움
do​ = 50, di​ = 30 mmT = 250 N·m

바깥지름 50 mm, 안지름 30 mm인 중공 원형 축이 토크 250 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 250 N·mdo = 50 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
3.보통
T = 200 N·md = 50 mmL = 2 mφ = ?

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

T = 200 N·md = 50 mmL = 2 mG = 80 GPa
φ = °
4.보통
d = 10 mmT = 20 N·m200 mmφ = 5.99°

비틀림 시험에서 지름 10 mm인 속이 찬 시편에 토크 20 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 200 mm의 양 끝이 서로 5.99° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 20 N·md = 10 mmL = 200 mmφ = 5.99°
G = GPa
5.어려움
Tdo​ = 50 mm, di​ = 25 mm

속이 빈 축이 1800 rpm에서 100 kW을(를) 전달한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

P = 100 kWN = 1800 rpmdo = 50 mmdi = 25 mm
τmax = MPa
6.어려움
d = ?5 kW, 1000 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 1000 rpm에서 5 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 50 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.75°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 5 kWN = 1000 rpmτallow = 50 MPaθallow = 0.75°/mG = 26 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 53.91 MPa
  2. 2. τmax = 11.7 MPa
  3. 3. φ = 0.4669 °
  4. 4. G = 38.97 GPa
  5. 5. τmax = 23.06 MPa
  6. 6. d = 34.57 mm

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