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 70 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 20 mmτallow = 70 MPa
Tmax = N·m
2.쉬움
T = 1000 N·md = 30 mm

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

T = 1000 N·md = 30 mm
τmax = MPa
3.보통
d = 20 mmT = 50 N·m200 mmφ = 0.94°

비틀림 시험에서 지름 20 mm인 속이 찬 시편에 토크 50 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 200 mm의 양 끝이 서로 0.94° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 50 N·md = 20 mmL = 200 mmφ = 0.94°
G = GPa
4.보통
do​ = ?T = 200 N·m

중공축이 토크 200 N·m을(를) 받아야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.7배로 하고, 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

T = 200 N·mdi/do = 0.7τallow = 60 MPa
do = mm
5.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 1000 rpm에서 75 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 50 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 75 kWN = 1000 rpmτallow = 50 MPa
d = mm
6.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 1000 rpm에서 20 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 50 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 1000 rpmτallow = 50 MPa
d = mm

정답표

  1. 1. Tmax = 110 N·m
  2. 2. τmax = 188.6 MPa
  3. 3. G = 38.8 GPa
  4. 4. do = 28.16 mm
  5. 5. d = 41.78 mm
  6. 6. d = 26.89 mm

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