เพลากลวงมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 75 mm และเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 38 mm รับแรงบิด 1500 N·m จงหาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
T = 1500 N·mdo = 75 mmdi = 38 mm
τmax = MPa
2.ง่าย
เพลาตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 mm รับแรงบิด 500 N·m จงหาความเค้นเฉือน τρ ที่รัศมี 9.4 mm จากศูนย์กลาง
T = 500 N·md = 25 mmρ = 9.4 mm
τρ = MPa
3.ปานกลาง
เพลา ทองเหลือง ตันแบบขั้นบันไดยึดที่ A ท่อน AB มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm และยาว 1 m ท่อน BC มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 mm และยาว 1 m แรงบิด 250 N·m กระทำที่ปลายอิสระ C จงหามุมบิด φC ของปลาย C ในหน่วยองศา
T = 250 N·md1 = 50 mm, L1 = 1 md2 = 30 mm, L2 = 1 mG = 39 GPa
φC = °
4.ปานกลาง
เพลา อะลูมิเนียม ตัน ยาว 1.2 m รับแรงบิด 750 N·m มุมบิดระหว่างปลายทั้งสองต้องไม่เกิน 0.5° จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามขีดจำกัดนี้
T = 750 N·mL = 1.2 mG = 26 GPaφallow = 0.5°
d = mm
5.ยาก
เพลาตันต้องส่งกำลัง 100 kW ที่ 1800 rpm โดยความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 40 MPa หาเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุด d ที่ใช้ได้
P = 100 kWN = 1800 rpmτallow = 40 MPa
d = mm
6.ยาก
เพลาตันต้องส่งกำลัง 20 kW ที่ 1500 rpm โดยความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 75 MPa หาเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุด d ที่ใช้ได้
P = 20 kWN = 1500 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
เฉลย
- 1. τmax = 19.39 MPa
- 2. τρ = 122.6 MPa
- 3. φC = 5.217 °
- 4. d = 79.73 mm
- 5. d = 40.73 mm
- 6. d = 20.52 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com