정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
d = 50 mmT = ?

지름 50 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 60 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 50 mmτallow = 60 MPa
Tmax = N·m
2.쉬움
d = 30 mmT = 100 N·m

지름 30 mm인 속이 찬 축이 토크 100 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 7.5 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 100 N·md = 30 mmρ = 7.5 mm
τρ = MPa
3.보통
do​ = 60, di​ = 45 mmT = 1000 N·mL = 0.8 m

강철 중공축(바깥지름 60 mm, 안지름 45 mm, 길이 0.8 m)의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 쪽 끝에 토크 1000 N·m이(가) 가해진다. 비틀림각 φ을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 1000 N·mdo = 60 mmdi = 45 mmL = 0.8 mG = 80 GPa
φ = °
4.보통
T = 400 N·md = 20 mmL = 1.2 mφ = ?

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

T = 400 N·md = 20 mmL = 1.2 mG = 80 GPa
φ = °
5.어려움
d = ?15 kW, 1000 rpm

속이 찬 강철 축이 1000 rpm에서 15 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.5°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 15 kWN = 1000 rpmτallow = 75 MPaθallow = 0.5°/mG = 80 GPa
d = mm
6.어려움
Tdo​ = 50 mm, di​ = 25 mm

속이 빈 축이 1450 rpm에서 50 kW을(를) 전달한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

P = 50 kWN = 1450 rpmdo = 50 mmdi = 25 mm
τmax = MPa

정답표

  1. 1. Tmax = 1473 N·m
  2. 2. τρ = 9.431 MPa
  3. 3. φ = 0.6587 °
  4. 4. φ = 21.89 °
  5. 5. d = 38.02 mm
  6. 6. τmax = 14.31 MPa

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