정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
do​ = 40, di​ = 32 mmT = 500 N·m

바깥지름 40 mm, 안지름 32 mm인 중공 원형 축이 토크 500 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 500 N·mdo = 40 mmdi = 32 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 30 mmT = ?

지름 30 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 50 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 30 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
3.보통
d1​ = 50 mmd2​ = 40 mmT = 100 N·mABC2.5 m0.8 m

단이 진 속이 찬 강철 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 50 mm, 길이 2.5 m이고, 구간 BC는 지름 40 mm, 길이 0.8 m이다. 자유단 C에 토크 100 N·m이(가) 작용한다. 끝 C의 비틀림각 φC을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 100 N·md1 = 50 mm, L1 = 2.5 md2 = 40 mm, L2 = 0.8 mG = 80 GPa
φC = °
4.보통
do​ = 40, di​ = 20 mmT = 750 N·mL = 1.5 m

황동 중공축(바깥지름 40 mm, 안지름 20 mm, 길이 1.5 m)의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 쪽 끝에 토크 750 N·m이(가) 가해진다. 비틀림각 φ을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 750 N·mdo = 40 mmdi = 20 mmL = 1.5 mG = 39 GPa
φ = °
5.어려움
d = ?20 kW, 1000 rpm

속이 찬 황동 축이 1000 rpm에서 20 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.75°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 1000 rpmτallow = 60 MPaθallow = 0.75°/mG = 39 GPa
d = mm
6.어려움
d = ?30 kW, 1450 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 1450 rpm에서 30 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.25°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 30 kWN = 1450 rpmτallow = 60 MPaθallow = 0.25°/mG = 26 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 67.39 MPa
  2. 2. Tmax = 265.1 N·m
  3. 3. φC = 0.5198 °
  4. 4. φ = 7.015 °
  5. 5. d = 44.18 mm
  6. 6. d = 64.9 mm

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