정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
d = 25 mmT = ?

지름 25 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 60 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 25 mmτallow = 60 MPa
Tmax = N·m
2.쉬움
T = 250 N·md = 20 mm

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

T = 250 N·md = 20 mm
τmax = MPa
3.보통
d = 12 mmT = 100 N·m250 mmφ = 8.8°

비틀림 시험에서 지름 12 mm인 속이 찬 시편에 토크 100 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 250 mm의 양 끝이 서로 8.8° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 100 N·md = 12 mmL = 250 mmφ = 8.8°
G = GPa
4.보통
d1​ = 25 mmd2​ = 20 mmT = 100 N·mABC1.2 m0.5 m

단이 진 속이 찬 황동 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 25 mm, 길이 1.2 m이고, 구간 BC는 지름 20 mm, 길이 0.5 m이다. 자유단 C에 토크 100 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 100 N·md1 = 25 mm, L1 = 1.2 md2 = 20 mm, L2 = 0.5 m
τmax = MPa
5.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 300 rpm에서 30 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 80 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 30 kWN = 300 rpmτallow = 80 MPa
d = mm
6.어려움
d = 50 mmTB​ = 1500 N·mTC​ = 400 N·mABC2.5 m2 m

지름 50 mm인 속이 찬 강철 축이 A에서 고정되어 있다. A에서 2.5 m 떨어진 B에 토크 1500 N·m이(가), 거기서 2 m 더 떨어진 자유단 C에 같은 방향의 토크 400 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

d = 50 mmTB = 1500 N·mTC = 400 N·mAB = 2.5 mBC = 2 m
τmax = MPa

정답표

  1. 1. Tmax = 184.1 N·m
  2. 2. τmax = 159.2 MPa
  3. 3. G = 79.96 GPa
  4. 4. τmax = 63.66 MPa
  5. 5. d = 39.32 mm
  6. 6. τmax = 77.41 MPa

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