เพลากลวงมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 50 mm และเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 30 mm รับแรงบิด 400 N·m จงหาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
T = 400 N·mdo = 50 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
2.ง่าย
เพลากลมตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm ทำจากวัสดุที่มีความเค้นเฉือนที่ยอมให้ 100 MPa จงหาแรงบิดมากที่สุด Tmax ที่เพลารับได้
d = 50 mmτallow = 100 MPa
Tmax = N·m
3.ปานกลาง
เพลา เหล็กกล้า ตัน ยาว 3 m รับแรงบิด 750 N·m มุมบิดระหว่างปลายทั้งสองต้องไม่เกิน 1° จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามขีดจำกัดนี้
T = 750 N·mL = 3 mG = 80 GPaφallow = 1°
d = mm
4.ปานกลาง
เพลาตันเหล็กกล้าถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 250 N·md = 50 mmL = 1.2 mG = 80 GPa
φ = °
5.ยาก
เพลา เหล็กกล้า ตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm ยึดที่ A แรงบิด 2000 N·m กระทำที่ B ห่างจาก A 2.5 m และแรงบิด 200 N·m ในทิศทางตรงข้ามกระทำที่ปลายอิสระ C ซึ่งอยู่ถัดไปอีก 1.2 m จงหาขนาดของมุมบิด φC ของปลาย C ในหน่วยองศา
d = 50 mmTB = 2000 N·mTC = 200 N·mAB = 2.5 mBC = 1.2 mG = 80 GPa
φC = °
6.ยาก
เพลากลวงส่งกำลัง 20 kW ที่ 300 rpm หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
P = 20 kWN = 300 rpmdo = 40 mmdi = 32 mm
τmax = MPa
เฉลย
- 1. τmax = 18.72 MPa
- 2. Tmax = 2454 N·m
- 3. d = 63.65 mm
- 4. φ = 0.3502 °
- 5. φC = 4.972 °
- 6. τmax = 85.81 MPa
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com