เพลากลมตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm ทำจากวัสดุที่มีความเค้นเฉือนที่ยอมให้ 40 MPa จงหาแรงบิดมากที่สุด Tmax ที่เพลารับได้
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
d = 50 mmτallow = 40 MPa
Tmax = N·m
2.ง่าย
เพลากลมตันรับแรงบิด T หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
T = 1500 N·md = 30 mm
τmax = MPa
3.ปานกลาง
เพลาตันอะลูมิเนียมถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 250 N·md = 30 mmL = 0.8 mG = 26 GPa
φ = °
4.ปานกลาง
เพลา เหล็กกล้า ตันแบบขั้นบันไดยึดที่ A ท่อน AB มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 mm และยาว 1.5 m ท่อน BC มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm และยาว 3 m แรงบิด 500 N·m กระทำที่ปลายอิสระ C จงหาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
T = 500 N·md1 = 60 mm, L1 = 1.5 md2 = 50 mm, L2 = 3 m
τmax = MPa
5.ยาก
เพลาตันต้องส่งกำลัง 30 kW ที่ 1450 rpm โดยความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 50 MPa หาเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุด d ที่ใช้ได้
P = 30 kWN = 1450 rpmτallow = 50 MPa
d = mm
6.ยาก
เพลา เหล็กกล้า ตันส่งกำลัง 15 kW ที่ 1450 rpm ความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 60 MPa และมุมบิดต้องไม่เกิน 0.75° ต่อความยาว m จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามทั้งสองขีดจำกัด
P = 15 kWN = 1450 rpmτallow = 60 MPaθallow = 0.75°/mG = 80 GPa
d = mm
เฉลย
- 1. Tmax = 981.7 N·m
- 2. τmax = 282.9 MPa
- 3. φ = 5.542 °
- 4. τmax = 20.37 MPa
- 5. d = 27.2 mm
- 6. d = 31.31 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com