เพลากลมตันรับแรงบิด T หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
T = 1000 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.ง่าย
เพลาตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 mm รับแรงบิด 100 N·m จงหาความเค้นเฉือน τρ ที่รัศมี 6.3 mm จากศูนย์กลาง
T = 100 N·md = 25 mmρ = 6.3 mm
τρ = MPa
3.ปานกลาง
เพลากลวง อะลูมิเนียม (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 40 mm ภายใน 24 mm ยาว 1 m) ถูกยึดที่ปลายหนึ่งและถูกบิดด้วยแรงบิด 1000 N·m ที่อีกปลาย จงหามุมบิด φ ในหน่วยองศา
T = 1000 N·mdo = 40 mmdi = 24 mmL = 1 mG = 26 GPa
φ = °
4.ปานกลาง
เพลาตันทองเหลืองถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 500 N·md = 30 mmL = 1.2 mG = 39 GPa
φ = °
5.ยาก
เพลากลวงต้องส่งกำลัง 10 kW ที่ 3000 rpm เส้นผ่านศูนย์กลางภายในต้องเป็น 0.75 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก และความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 40 MPa จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่น้อยที่สุด do
P = 10 kWN = 3000 rpmdi/do = 0.75τallow = 40 MPa
do = mm
6.ยาก
เพลาตันต้องส่งกำลัง 50 kW ที่ 500 rpm โดยความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 50 MPa หาเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุด d ที่ใช้ได้
P = 50 kWN = 500 rpmτallow = 50 MPa
d = mm
เฉลย
- 1. τmax = 40.74 MPa
- 2. τρ = 16.43 MPa
- 3. φ = 10.07 °
- 4. φ = 11.08 °
- 5. do = 18.1 mm
- 6. d = 45.99 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com