정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
do​ = 50, di​ = 30 mmT = 2000 N·m

바깥지름 50 mm, 안지름 30 mm인 중공 원형 축이 토크 2000 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 2000 N·mdo = 50 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 20 mmT = 400 N·m

지름 20 mm인 속이 찬 축이 토크 400 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 4 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 400 N·md = 20 mmρ = 4 mm
τρ = MPa
3.보통
d1​ = 40 mmd2​ = 20 mmT = 400 N·mABC2 m2.5 m

단이 진 속이 찬 알루미늄 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 40 mm, 길이 2 m이고, 구간 BC는 지름 20 mm, 길이 2.5 m이다. 자유단 C에 토크 400 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 400 N·md1 = 40 mm, L1 = 2 md2 = 20 mm, L2 = 2.5 m
τmax = MPa
4.보통
T = 250 N·md = 25 mmL = 0.8 mφ = ?

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

T = 250 N·md = 25 mmL = 0.8 mG = 80 GPa
φ = °
5.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 1000 rpm에서 100 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 60 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 100 kWN = 1000 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
6.어려움
d = ?10 kW, 500 rpm

속이 찬 황동 축이 500 rpm에서 10 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 80 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.25°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 10 kWN = 500 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0.25°/mG = 39 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 93.62 MPa
  2. 2. τρ = 101.9 MPa
  3. 3. τmax = 254.6 MPa
  4. 4. φ = 3.735 °
  5. 5. d = 43.28 mm
  6. 6. d = 58.15 mm

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