정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
d = 50 mmT = ?

지름 50 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 50 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 50 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
2.쉬움
d = 40 mmT = 250 N·m

지름 40 mm인 속이 찬 축이 토크 250 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 16 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 250 N·md = 40 mmρ = 16 mm
τρ = MPa
3.보통
d = 15 mmT = 50 N·m250 mmφ = 5.54°

비틀림 시험에서 지름 15 mm인 속이 찬 시편에 토크 50 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 250 mm의 양 끝이 서로 5.54° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 50 N·md = 15 mmL = 250 mmφ = 5.54°
G = GPa
4.보통
T = 1000 N·md = 50 mmL = 2.5 mφ = ?

황동 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 = 39 GPa
φ = °
5.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 750 rpm에서 20 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 60 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 750 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
6.어려움
d = 50 mmTB​ = 500 N·mTC​ = 250 N·mABC3 m2.5 m

지름 50 mm인 속이 찬 알루미늄 축이 A에서 고정되어 있다. A에서 3 m 떨어진 B에 토크 500 N·m이(가), 거기서 2.5 m 더 떨어진 자유단 C에 같은 방향의 토크 250 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

d = 50 mmTB = 500 N·mTC = 250 N·mAB = 3 mBC = 2.5 m
τmax = MPa

정답표

  1. 1. Tmax = 1227 N·m
  2. 2. τρ = 15.92 MPa
  3. 3. G = 26.01 GPa
  4. 4. φ = 5.986 °
  5. 5. d = 27.86 mm
  6. 6. τmax = 30.56 MPa

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