정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
d = 60 mmT = ?

지름 60 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 40 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 60 mmτallow = 40 MPa
Tmax = N·m
2.쉬움
do​ = 50, di​ = 25 mmT = 1500 N·m

바깥지름 50 mm, 안지름 25 mm인 중공 원형 축이 토크 1500 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 1500 N·mdo = 50 mmdi = 25 mm
τmax = MPa
3.보통
d = ?T = 250 N·mL = 1.2 m

길이 1.2 m인 속이 찬 알루미늄 축이 토크 250 N·m을(를) 받는다. 양 끝 사이의 비틀림각은 3°를 넘을 수 없다. 이 한계를 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

T = 250 N·mL = 1.2 mG = 26 GPaφallow = 3°
d = mm
4.보통
T = 1000 N·md = 50 mmL = 2.5 mφ = ?

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

T = 1000 N·md = 50 mmL = 2.5 mG = 80 GPa
φ = °
5.어려움
d = ?75 kW, 1500 rpm

속이 찬 강철 축이 1500 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 = 1500 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0.5°/mG = 80 GPa
d = mm
6.어려움
Tdo​ = 60 mm, di​ = 30 mm

속이 빈 축이 750 rpm에서 15 kW을(를) 전달한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

P = 15 kWN = 750 rpmdo = 60 mmdi = 30 mm
τmax = MPa

정답표

  1. 1. Tmax = 1696 N·m
  2. 2. τmax = 65.19 MPa
  3. 3. d = 38.71 mm
  4. 4. φ = 2.918 °
  5. 5. d = 51.37 mm
  6. 6. τmax = 4.803 MPa

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