정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
d = 20 mmT = ?

지름 20 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 40 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 20 mmτallow = 40 MPa
Tmax = N·m
2.쉬움
T = 750 N·md = 25 mm

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

T = 750 N·md = 25 mm
τmax = MPa
3.보통
d = ?T = 2000 N·mL = 0.8 m

길이 0.8 m인 속이 찬 알루미늄 축이 토크 2000 N·m을(를) 받는다. 양 끝 사이의 비틀림각은 3°를 넘을 수 없다. 이 한계를 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

T = 2000 N·mL = 0.8 mG = 26 GPaφallow = 3°
d = mm
4.보통
T = 100 N·md = 25 mmL = 2 mφ = ?

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

T = 100 N·md = 25 mmL = 2 mG = 80 GPa
φ = °
5.어려움
d = 20 mmT0​ = 400 N·mACBa = 1.2 mb = 1 m

지름 20 mm인 속이 찬 강철 축의 양 끝 A와 B가 강체 벽에 고정되어 있다. A에서 1.2 m, B에서 1 m 떨어진 C에 토크 400 N·m이(가) 가해진다. 단면 C의 회전각 φC을(를) 도(°)로 구하시오.

d = 20 mmT0 = 400 N·ma = 1.2 mb = 1 mG = 80 GPa
φC = °
6.어려움
d = ?50 kW, 1450 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 1450 rpm에서 50 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.75°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 50 kWN = 1450 rpmτallow = 75 MPaθallow = 0.75°/mG = 26 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. Tmax = 62.83 N·m
  2. 2. τmax = 244.5 MPa
  3. 3. d = 58.82 mm
  4. 4. φ = 3.735 °
  5. 5. φC = 9.948 °
  6. 6. d = 56.03 mm

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