정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
T = 200 N·md = 30 mm

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

T = 200 N·md = 30 mm
τmax = MPa
2.쉬움
do​ = 60, di​ = 42 mmT = 1500 N·m

바깥지름 60 mm, 안지름 42 mm인 중공 원형 축이 토크 1500 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 1500 N·mdo = 60 mmdi = 42 mm
τmax = MPa
3.보통
T = 200 N·md = 40 mmL = 0.5 mφ = ?

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

T = 200 N·md = 40 mmL = 0.5 mG = 39 GPa
φ = °
4.보통
d1​ = 60 mmd2​ = 20 mmT = 1000 N·mABC2 m0.5 m

단이 진 속이 찬 강철 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 60 mm, 길이 2 m이고, 구간 BC는 지름 20 mm, 길이 0.5 m이다. 자유단 C에 토크 1000 N·m이(가) 작용한다. 끝 C의 비틀림각 φC을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 1000 N·md1 = 60 mm, L1 = 2 md2 = 20 mm, L2 = 0.5 mG = 80 GPa
φC = °
5.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 1800 rpm에서 20 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 75 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 1800 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
6.어려움
d = ?75 kW, 750 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 750 rpm에서 75 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 80 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.5°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 75 kWN = 750 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0.5°/mG = 26 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 37.73 MPa
  2. 2. τmax = 46.54 MPa
  3. 3. φ = 0.5845 °
  4. 4. φC = 23.92 °
  5. 5. d = 19.31 mm
  6. 6. d = 80.92 mm

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