정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
do​ = 40, di​ = 24 mmT = 200 N·m

바깥지름 40 mm, 안지름 24 mm인 중공 원형 축이 토크 200 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 200 N·mdo = 40 mmdi = 24 mm
τmax = MPa
2.쉬움
T = 500 N·md = 60 mm

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

T = 500 N·md = 60 mm
τmax = MPa
3.보통
T = 500 N·md = 40 mmL = 0.8 mφ = ?

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

T = 500 N·md = 40 mmL = 0.8 mG = 80 GPa
φ = °
4.보통
d1​ = 60 mmd2​ = 20 mmT = 100 N·mABC0.5 m2.5 m

단이 진 속이 찬 강철 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 60 mm, 길이 0.5 m이고, 구간 BC는 지름 20 mm, 길이 2.5 m이다. 자유단 C에 토크 100 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 100 N·md1 = 60 mm, L1 = 0.5 md2 = 20 mm, L2 = 2.5 m
τmax = MPa
5.어려움
do​ = ?5 kW, 1800 rpm

중공축이 1800 rpm에서 5 kW을(를) 전달해야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.8배로 하고, 전단 응력은 80 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

P = 5 kWN = 1800 rpmdi/do = 0.8τallow = 80 MPa
do = mm
6.어려움
d = ?15 kW, 1450 rpm

속이 찬 황동 축이 1450 rpm에서 15 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 50 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.25°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 15 kWN = 1450 rpmτallow = 50 MPaθallow = 0.25°/mG = 39 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 18.29 MPa
  2. 2. τmax = 11.79 MPa
  3. 3. φ = 1.14 °
  4. 4. τmax = 63.66 MPa
  5. 5. do = 14.19 mm
  6. 6. d = 49.31 mm

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