정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
d = 60 mmT = ?

지름 60 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 70 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 60 mmτallow = 70 MPa
Tmax = N·m
2.쉬움
T = 750 N·md = 40 mm

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

T = 750 N·md = 40 mm
τmax = MPa
3.보통
do​ = 80, di​ = 60 mmT = 500 N·mL = 1.5 m

알루미늄 중공축(바깥지름 80 mm, 안지름 60 mm, 길이 1.5 m)의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 쪽 끝에 토크 500 N·m이(가) 가해진다. 비틀림각 φ을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 500 N·mdo = 80 mmdi = 60 mmL = 1.5 mG = 26 GPa
φ = °
4.보통
d = ?T = 1000 N·mL = 1.2 m

길이 1.2 m인 속이 찬 알루미늄 축이 토크 1000 N·m을(를) 받는다. 양 끝 사이의 비틀림각은 1.5°를 넘을 수 없다. 이 한계를 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

T = 1000 N·mL = 1.2 mG = 26 GPaφallow = 1.5°
d = mm
5.어려움
d = ?75 kW, 1500 rpm

속이 찬 황동 축이 1500 rpm에서 75 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 50 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.25°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 75 kWN = 1500 rpmτallow = 50 MPaθallow = 0.25°/mG = 39 GPa
d = mm
6.어려움
do​ = ?15 kW, 750 rpm

중공축이 750 rpm에서 15 kW을(를) 전달해야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.8배로 하고, 전단 응력은 40 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

P = 15 kWN = 750 rpmdi/do = 0.8τallow = 40 MPa
do = mm

정답표

  1. 1. Tmax = 2969 N·m
  2. 2. τmax = 59.68 MPa
  3. 3. φ = 0.6012 °
  4. 4. d = 65.1 mm
  5. 5. d = 73.12 mm
  6. 6. do = 34.53 mm

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