정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
d = 50 mmT = ?

지름 50 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 50 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 50 mmτallow = 50 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
d1​ = 60 mmd2​ = 30 mmT = 400 N·mABC0.8 m1.2 m

단이 진 속이 찬 강철 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 60 mm, 길이 0.8 m이고, 구간 BC는 지름 30 mm, 길이 1.2 m이다. 자유단 C에 토크 400 N·m이(가) 작용한다. 끝 C의 비틀림각 φC을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 400 N·md1 = 60 mm, L1 = 0.8 md2 = 30 mm, L2 = 1.2 mG = 80 GPa
φC = °
4.보통
T = 500 N·md = 40 mmL = 3 mφ = ?

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

T = 500 N·md = 40 mmL = 3 mG = 26 GPa
φ = °
5.어려움
d = 60 mmTB​ = 200 N·mTC​ = 1500 N·mABC1.2 m3 m

지름 60 mm인 속이 찬 강철 축이 A에서 고정되어 있다. A에서 1.2 m 떨어진 B에 토크 200 N·m이(가), 거기서 3 m 더 떨어진 자유단 C에 반대 방향의 토크 1500 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

d = 60 mmTB = 200 N·mTC = 1500 N·mAB = 1.2 mBC = 3 m
τmax = MPa
6.어려움
do​ = ?50 kW, 1450 rpm

중공축이 1450 rpm에서 50 kW을(를) 전달해야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.8배로 하고, 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

P = 50 kWN = 1450 rpmdi/do = 0.8τallow = 60 MPa
do = mm

정답표

  1. 1. Tmax = 1227 N·m
  2. 2. τmax = 188.6 MPa
  3. 3. φC = 4.503 °
  4. 4. φ = 13.15 °
  5. 5. τmax = 35.37 MPa
  6. 6. do = 36.18 mm

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