정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
do​ = 80, di​ = 56 mmT = 1500 N·m

바깥지름 80 mm, 안지름 56 mm인 중공 원형 축이 토크 1500 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 1500 N·mdo = 80 mmdi = 56 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 50 mmT = 500 N·m

지름 50 mm인 속이 찬 축이 토크 500 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 6.3 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 500 N·md = 50 mmρ = 6.3 mm
τρ = MPa
3.보통
T = 100 N·md = 20 mmL = 0.8 mφ = ?

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

T = 100 N·md = 20 mmL = 0.8 mG = 39 GPa
φ = °
4.보통
d = 15 mmT = 20 N·m200 mmφ = 1.77°

비틀림 시험에서 지름 15 mm인 속이 찬 시편에 토크 20 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 200 mm의 양 끝이 서로 1.77° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 20 N·md = 15 mmL = 200 mmφ = 1.77°
G = GPa
5.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 1800 rpm에서 30 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 40 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 30 kWN = 1800 rpmτallow = 40 MPa
d = mm
6.어려움
d = ?75 kW, 1000 rpm

속이 찬 황동 축이 1000 rpm에서 75 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 80 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.5°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 75 kWN = 1000 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0.5°/mG = 39 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 19.64 MPa
  2. 2. τρ = 5.134 MPa
  3. 3. φ = 7.482 °
  4. 4. G = 26.05 GPa
  5. 5. d = 27.26 mm
  6. 6. d = 68.04 mm

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