정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
d = 20 mmT = 400 N·m

지름 20 mm인 속이 찬 축이 토크 400 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 8 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 400 N·md = 20 mmρ = 8 mm
τρ = MPa
2.쉬움
T = 1000 N·md = 60 mm

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

T = 1000 N·md = 60 mm
τmax = MPa
3.보통
T = 400 N·md = 30 mmL = 2 mφ = ?

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

T = 400 N·md = 30 mmL = 2 mG = 26 GPa
φ = °
4.보통
d = 12 mmT = 100 N·m200 mmφ = 14.43°

비틀림 시험에서 지름 12 mm인 속이 찬 시편에 토크 100 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 200 mm의 양 끝이 서로 14.43° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 100 N·md = 12 mmL = 200 mmφ = 14.43°
G = GPa
5.어려움
d = 30 mmT0​ = 2000 N·mACBa = 0.5 mb = 2 m

지름 30 mm인 속이 찬 강철 축의 양 끝 A와 B가 강체 벽에 고정되어 있다. A에서 0.5 m, B에서 2 m 떨어진 C에 토크 2000 N·m이(가) 가해진다. 단면 C의 회전각 φC을(를) 도(°)로 구하시오.

d = 30 mmT0 = 2000 N·ma = 0.5 mb = 2 mG = 80 GPa
φC = °
6.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 1000 rpm에서 100 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 40 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 100 kWN = 1000 rpmτallow = 40 MPa
d = mm

정답표

  1. 1. τρ = 203.7 MPa
  2. 2. τmax = 23.58 MPa
  3. 3. φ = 22.17 °
  4. 4. G = 39.01 GPa
  5. 5. φC = 7.205 °
  6. 6. d = 49.54 mm

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