지름 30 mm인 속이 찬 축이 토크 750 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 9 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.
정답이 있는 축의 비틀림 학습지
1.쉬움
T = 750 N·md = 30 mmρ = 9 mm
τρ = MPa
2.쉬움
지름 30 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 40 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.
d = 30 mmτallow = 40 MPa
Tmax = N·m
3.보통
중공축이 토크 100 N·m을(를) 받아야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.6배로 하고, 전단 응력은 40 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.
T = 100 N·mdi/do = 0.6τallow = 40 MPa
do = mm
4.보통
강철 재질의 속이 찬 축이 벽에 고정되어 자유단에서 토크 T로 비틀린다. 자유단의 비틀림각 φ을(를) 도 단위로 구하시오.
T = 100 N·md = 30 mmL = 1 mG = 80 GPa
φ = °
5.어려움
지름 50 mm인 속이 찬 알루미늄 축의 양 끝 A와 B가 강체 벽에 고정되어 있다. A에서 2.5 m, B에서 1.5 m 떨어진 C에 토크 400 N·m이(가) 가해진다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.
d = 50 mmT0 = 400 N·ma = 2.5 mb = 1.5 m
τmax = MPa
6.어려움
지름 25 mm인 속이 찬 강철 축이 A에서 고정되어 있다. A에서 1 m 떨어진 B에 토크 500 N·m이(가), 거기서 3 m 더 떨어진 자유단 C에 같은 방향의 토크 100 N·m이(가) 작용한다. 끝 C의 비틀림각 크기 φC을(를) 도(°)로 구하시오.
d = 25 mmTB = 500 N·mTC = 100 N·mAB = 1 mBC = 3 mG = 80 GPa
φC = °
정답표
- 1. τρ = 84.88 MPa
- 2. Tmax = 212.1 N·m
- 3. do = 24.46 mm
- 4. φ = 0.9006 °
- 5. τmax = 10.19 MPa
- 6. φC = 16.81 °
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