정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
T = 2000 N·md = 50 mm

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

T = 2000 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 30 mmT = 400 N·m

지름 30 mm인 속이 찬 축이 토크 400 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 6 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 400 N·md = 30 mmρ = 6 mm
τρ = MPa
3.보통
d = 20 mmT = 100 N·m300 mmφ = 1.37°

비틀림 시험에서 지름 20 mm인 속이 찬 시편에 토크 100 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 300 mm의 양 끝이 서로 1.37° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 100 N·md = 20 mmL = 300 mmφ = 1.37°
G = GPa
4.보통
d1​ = 60 mmd2​ = 30 mmT = 400 N·mABC0.5 m0.8 m

단이 진 속이 찬 알루미늄 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 60 mm, 길이 0.5 m이고, 구간 BC는 지름 30 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 = 60 mm, L1 = 0.5 md2 = 30 mm, L2 = 0.8 mG = 26 GPa
φC = °
5.어려움
d = ?20 kW, 750 rpm

속이 찬 강철 축이 750 rpm에서 20 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 1°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 750 rpmτallow = 60 MPaθallow = 1°/mG = 80 GPa
d = mm
6.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 300 rpm에서 50 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 50 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 50 kWN = 300 rpmτallow = 50 MPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 81.49 MPa
  2. 2. τρ = 30.18 MPa
  3. 3. G = 79.87 GPa
  4. 4. φC = 9.214 °
  5. 5. d = 36.92 mm
  6. 6. d = 54.53 mm

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