정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
d = 20 mmT = ?

지름 20 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 80 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 20 mmτallow = 80 MPa
Tmax = N·m
2.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
3.보통
d = 12 mmT = 50 N·m400 mmφ = 7.04°

비틀림 시험에서 지름 12 mm인 속이 찬 시편에 토크 50 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 400 mm의 양 끝이 서로 7.04° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 50 N·md = 12 mmL = 400 mmφ = 7.04°
G = GPa
4.보통
do​ = 80, di​ = 56 mmT = 2000 N·mL = 0.5 m

알루미늄 중공축(바깥지름 80 mm, 안지름 56 mm, 길이 0.5 m)의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 쪽 끝에 토크 2000 N·m이(가) 가해진다. 비틀림각 φ을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 2000 N·mdo = 80 mmdi = 56 mmL = 0.5 mG = 26 GPa
φ = °
5.어려움
Tdo​ = 50 mm, di​ = 30 mm

속이 빈 축이 500 rpm에서 75 kW을(를) 전달한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

P = 75 kWN = 500 rpmdo = 50 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
6.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 3000 rpm에서 10 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 80 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 10 kWN = 3000 rpmτallow = 80 MPa
d = mm

정답표

  1. 1. Tmax = 125.7 N·m
  2. 2. Tmax = 62.83 N·m
  3. 3. G = 79.96 GPa
  4. 4. φ = 0.7212 °
  5. 5. τmax = 67.05 MPa
  6. 6. d = 12.65 mm

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