정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
T = 750 N·md = 25 mm

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

T = 750 N·md = 25 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 60 mmT = 250 N·m

지름 60 mm인 속이 찬 축이 토크 250 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 12 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 250 N·md = 60 mmρ = 12 mm
τρ = MPa
3.보통
T = 750 N·md = 50 mmL = 0.8 mφ = ?

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

T = 750 N·md = 50 mmL = 0.8 mG = 80 GPa
φ = °
4.보통
do​ = 30, di​ = 23 mmT = 200 N·mL = 2.5 m

강철 중공축(바깥지름 30 mm, 안지름 23 mm, 길이 2.5 m)의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 쪽 끝에 토크 200 N·m이(가) 가해진다. 비틀림각 φ을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 200 N·mdo = 30 mmdi = 23 mmL = 2.5 mG = 80 GPa
φ = °
5.어려움
d = 60 mmTB​ = 400 N·mTC​ = 750 N·mABC3 m3 m

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

d = 60 mmTB = 400 N·mTC = 750 N·mAB = 3 mBC = 3 m
τmax = MPa
6.어려움
do​ = ?100 kW, 1450 rpm

중공축이 1450 rpm에서 100 kW을(를) 전달해야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.8배로 하고, 전단 응력은 50 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

P = 100 kWN = 1450 rpmdi/do = 0.8τallow = 50 MPa
do = mm

정답표

  1. 1. τmax = 244.5 MPa
  2. 2. τρ = 2.358 MPa
  3. 3. φ = 0.7003 °
  4. 4. φ = 6.88 °
  5. 5. τmax = 17.68 MPa
  6. 6. do = 48.43 mm

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