2013년06월02일 5번
[재료역학] 100rpm으로 30kW를 전달시키는 길이 1m, 지름 7cm인 둥근 측단의 비틀림각은 약 몇 rad인가? (단, 전단 탄성계수 G=83GPa이다.)
- ① 0.26
- ② 0.30
- ③ 0.015
- ④ 0.009
(정답률: 알수없음)
문제 해설
비틀림각은 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다.
θ = (Tl / (GJ)) * L
여기서 Tl은 전달되는 토크, G는 전단 탄성계수, J는 단면의 비틀림관성, L은 길이이다.
Tl은 다음과 같이 구할 수 있다.
Tl = (30kW * 60) / (2π * 100)
= 28.27 kN·m
J는 둥근 측단의 경우 J = (π/2) * (d^4) / 32
= (π/2) * (0.07^4) / 32
= 1.33 × 10^-7 m^4
따라서,
θ = (28.27kN·m / (83GPa * 1.33 × 10^-7 m^4)) * 1m
= 0.015 rad
따라서 정답은 "0.015"이다.
θ = (Tl / (GJ)) * L
여기서 Tl은 전달되는 토크, G는 전단 탄성계수, J는 단면의 비틀림관성, L은 길이이다.
Tl은 다음과 같이 구할 수 있다.
Tl = (30kW * 60) / (2π * 100)
= 28.27 kN·m
J는 둥근 측단의 경우 J = (π/2) * (d^4) / 32
= (π/2) * (0.07^4) / 32
= 1.33 × 10^-7 m^4
따라서,
θ = (28.27kN·m / (83GPa * 1.33 × 10^-7 m^4)) * 1m
= 0.015 rad
따라서 정답은 "0.015"이다.