정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
T = 250 N·md = 25 mm

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

T = 250 N·md = 25 mm
τmax = MPa
2.쉬움
N = 1000 rpmT = ?

모터가 1000 rpm으로 도는 축에 5.5 kW을(를) 공급한다. 축의 토크 T을(를) 구하시오.

P = 5.5 kWN = 1000 rpm
T = N·m
3.보통
d = 15 mmT = 30 N·m200 mmφ = 0.86°

비틀림 시험에서 지름 15 mm인 속이 찬 시편에 토크 30 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 200 mm의 양 끝이 서로 0.86° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 30 N·md = 15 mmL = 200 mmφ = 0.86°
G = GPa
4.보통
T = 250 N·md = 40 mmL = 1 mφ = ?

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

T = 250 N·md = 40 mmL = 1 mG = 26 GPa
φ = °
5.어려움
d = ?50 kW, 500 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 500 rpm에서 50 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 50 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 = 500 rpmτallow = 50 MPaθallow = 1°/mG = 26 GPa
d = mm
6.어려움
d = 60 mmTB​ = 400 N·mTC​ = 750 N·mABC0.8 m3 m

지름 60 mm인 속이 찬 황동 축이 A에서 고정되어 있다. A에서 0.8 m 떨어진 B에 토크 400 N·m이(가), 거기서 3 m 더 떨어진 자유단 C에 같은 방향의 토크 750 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

d = 60 mmTB = 400 N·mTC = 750 N·mAB = 0.8 mBC = 3 m
τmax = MPa

정답표

  1. 1. τmax = 81.49 MPa
  2. 2. T = 52.52 N·m
  3. 3. G = 80.43 GPa
  4. 4. φ = 2.192 °
  5. 5. d = 68.04 mm
  6. 6. τmax = 27.12 MPa

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