เพลากลมตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 mm ทำจากวัสดุที่มีความเค้นเฉือนที่ยอมให้ 50 MPa จงหาแรงบิดมากที่สุด Tmax ที่เพลารับได้
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
d = 60 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
2.ง่าย
เพลากลมตันรับแรงบิด T หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
T = 400 N·md = 25 mm
τmax = MPa
3.ปานกลาง
เพลาตันทองเหลืองถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 500 N·md = 50 mmL = 2.5 mG = 39 GPa
φ = °
4.ปานกลาง
ในการทดสอบการบิด ชิ้นงานตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 mm ถูกบิดด้วยแรงบิด 40 N·m ปลายทั้งสองของความยาวเกจ 250 mm หมุนสัมพัทธ์กัน 10.82° (วัสดุยังอยู่ในช่วงยืดหยุ่น) จงหาโมดูลัสเฉือน G ของวัสดุ
T = 40 N·md = 12 mmL = 250 mmφ = 10.82°
G = GPa
5.ยาก
เพลาตันต้องส่งกำลัง 10 kW ที่ 500 rpm โดยความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 50 MPa หาเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุด d ที่ใช้ได้
P = 10 kWN = 500 rpmτallow = 50 MPa
d = mm
6.ยาก
เพลากลวงต้องส่งกำลัง 20 kW ที่ 500 rpm เส้นผ่านศูนย์กลางภายในต้องเป็น 0.7 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก และความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 50 MPa จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่น้อยที่สุด do
P = 20 kWN = 500 rpmdi/do = 0.7τallow = 50 MPa
do = mm
เฉลย
- 1. Tmax = 2121 N·m
- 2. τmax = 130.4 MPa
- 3. φ = 2.993 °
- 4. G = 26.01 GPa
- 5. d = 26.89 mm
- 6. do = 37.13 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com