정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
d = 25 mmT = 100 N·m

지름 25 mm인 속이 찬 축이 토크 100 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 10 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 100 N·md = 25 mmρ = 10 mm
τρ = MPa
2.쉬움
T = 500 N·md = 25 mm

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

T = 500 N·md = 25 mm
τmax = MPa
3.보통
T = 200 N·md = 25 mmL = 1.5 mφ = ?

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

T = 200 N·md = 25 mmL = 1.5 mG = 26 GPa
φ = °
4.보통
do​ = ?T = 250 N·m

중공축이 토크 250 N·m을(를) 받아야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.5배로 하고, 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

T = 250 N·mdi/do = 0.5τallow = 75 MPa
do = mm
5.어려움
d = ?50 kW, 1500 rpm

속이 찬 강철 축이 1500 rpm에서 50 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 80 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 1°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 50 kWN = 1500 rpmτallow = 80 MPaθallow = 1°/mG = 80 GPa
d = mm
6.어려움
d = ?75 kW, 750 rpm

속이 찬 강철 축이 750 rpm에서 75 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 1°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 75 kWN = 750 rpmτallow = 75 MPaθallow = 1°/mG = 80 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τρ = 26.08 MPa
  2. 2. τmax = 163 MPa
  3. 3. φ = 17.24 °
  4. 4. do = 26.26 mm
  5. 5. d = 39.04 mm
  6. 6. d = 51.37 mm

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