정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
do​ = 100, di​ = 80 mmT = 1500 N·m

바깥지름 100 mm, 안지름 80 mm인 중공 원형 축이 토크 1500 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 1500 N·mdo = 100 mmdi = 80 mm
τmax = MPa
2.쉬움
T = 200 N·md = 50 mm

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

T = 200 N·md = 50 mm
τmax = MPa
3.보통
d = 15 mmT = 40 N·m400 mmφ = 4.73°

비틀림 시험에서 지름 15 mm인 속이 찬 시편에 토크 40 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 400 mm의 양 끝이 서로 4.73° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 40 N·md = 15 mmL = 400 mmφ = 4.73°
G = GPa
4.보통
T = 250 N·md = 30 mmL = 1.5 mφ = ?

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

T = 250 N·md = 30 mmL = 1.5 mG = 39 GPa
φ = °
5.어려움
d = ?20 kW, 1500 rpm

속이 찬 황동 축이 1500 rpm에서 20 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.75°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 1500 rpmτallow = 75 MPaθallow = 0.75°/mG = 39 GPa
d = mm
6.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 300 rpm에서 10 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 60 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 10 kWN = 300 rpmτallow = 60 MPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 12.94 MPa
  2. 2. τmax = 8.149 MPa
  3. 3. G = 39 GPa
  4. 4. φ = 6.928 °
  5. 5. d = 39.92 mm
  6. 6. d = 30.01 mm

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