轴的扭转练习卷(附答案)

免费可打印的轴的扭转练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
T = 100 N·md = 40 mm

一根实心圆轴承受扭矩 T。求轴中的最大切应力 τmax。

T = 100 N·md = 40 mm
τmax = MPa
2.简单
do​ = 30, di​ = 24 mmT = 200 N·m

一根外径 30 mm、内径 24 mm 的空心圆轴承受 200 N·m 的扭矩。求最大切应力 τmax。

T = 200 N·mdo = 30 mmdi = 24 mm
τmax = MPa
3.中等
d = 12 mmT = 30 N·m250 mmφ = 2.64°

在扭转试验中,一根直径 12 mm 的实心试件受 30 N·m 的扭矩作用。标距 250 mm 两端的相对转角为 2.64°(材料仍处于弹性范围)。求材料的切变模量 G。

T = 30 N·md = 12 mmL = 250 mmφ = 2.64°
G = GPa
4.中等
T = 200 N·md = 50 mmL = 2 mφ = ?

一根铝实心轴一端固定在墙上,自由端受扭矩 T。求自由端的扭转角 φ,以度为单位。

T = 200 N·md = 50 mmL = 2 mG = 26 GPa
φ = °
5.困难
d = ?20 kW, 750 rpm

一根实心钢轴在 750 rpm 下传递 20 kW。切应力不得超过 75 MPa,每 m 长度的扭转角不得超过 1°。求同时满足两个限值的最小直径 d。

P = 20 kWN = 750 rpmτallow = 75 MPaθallow = 1°/mG = 80 GPa
d = mm
6.困难
d = 40 mmTB​ = 400 N·mTC​ = 100 N·mABC0.5 m1.2 m

一根直径 40 mm 的实心钢轴在 A 端固定。距 A 0.5 m 的 B 处作用 400 N·m 的扭矩,再往前 1.2 m 的自由端 C 处作用一个同向的 100 N·m 扭矩。 求端部 C 扭转角 φC 的大小,以度表示。

d = 40 mmTB = 400 N·mTC = 100 N·mAB = 0.5 mBC = 1.2 mG = 80 GPa
φC = °

答案

  1. 1. τmax = 7.958 MPa
  2. 2. τmax = 63.9 MPa
  3. 3. G = 79.96 GPa
  4. 4. φ = 1.437 °
  5. 5. d = 36.92 mm
  6. 6. φC = 1.054 °

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