정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
T = 2000 N·md = 50 mm

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

T = 2000 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.쉬움
do​ = 50, di​ = 30 mmT = 1000 N·m

바깥지름 50 mm, 안지름 30 mm인 중공 원형 축이 토크 1000 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 1000 N·mdo = 50 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
3.보통
d = 15 mmT = 100 N·m200 mmφ = 5.91°

비틀림 시험에서 지름 15 mm인 속이 찬 시편에 토크 100 N·m을(를) 가한다. 표점 거리 200 mm의 양 끝이 서로 5.91° 회전한다(재료는 아직 탄성 범위). 재료의 전단 탄성 계수 G을(를) 구하시오.

T = 100 N·md = 15 mmL = 200 mmφ = 5.91°
G = GPa
4.보통
T = 100 N·md = 40 mmL = 1.2 mφ = ?

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

T = 100 N·md = 40 mmL = 1.2 mG = 39 GPa
φ = °
5.어려움
Tdo​ = 100 mm, di​ = 70 mm

속이 빈 축이 500 rpm에서 100 kW을(를) 전달한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

P = 100 kWN = 500 rpmdo = 100 mmdi = 70 mm
τmax = MPa
6.어려움
d = ?10 kW, 1500 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 1500 rpm에서 10 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 80 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.75°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 10 kWN = 1500 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0.75°/mG = 26 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 81.49 MPa
  2. 2. τmax = 46.81 MPa
  3. 3. G = 39.01 GPa
  4. 4. φ = 0.7015 °
  5. 5. τmax = 12.8 MPa
  6. 6. d = 37.15 mm

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