정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
T = 1500 N·md = 30 mm

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

T = 1500 N·md = 30 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 60 mmT = ?

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

d = 60 mmτallow = 60 MPa
Tmax = N·m
3.보통
d = 20 mmT = 75 N·m200 mmφ = 2.1°

비틀림 시험에서 지름 20 mm인 속이 찬 시편에 토크 75 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 200 mm의 양 끝이 서로 2.1° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 75 N·md = 20 mmL = 200 mmφ = 2.1°
G = GPa
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
Tdo​ = 40 mm, di​ = 30 mm

속이 빈 축이 750 rpm에서 20 kW을(를) 전달한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 750 rpmdo = 40 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
6.어려움
d = ?50 kW, 300 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 300 rpm에서 50 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.5°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 50 kWN = 300 rpmτallow = 60 MPaθallow = 0.5°/mG = 26 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 282.9 MPa
  2. 2. Tmax = 2545 N·m
  3. 3. G = 26.05 GPa
  4. 4. G = 39.01 GPa
  5. 5. τmax = 29.64 MPa
  6. 6. d = 91.94 mm

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