2018년04월28일 8번

[재료역학]
지름 3cm인 강축이 26.5 rev/s의 각속도로 26.5kW의 동력을 전달하고 있다. 이 축에 발생하는 최대 전단응력은 약 몇 MPa 인가?

① 30
② 40
③ 50
④ 60

(정답률: 58%)

문제 해설

최대 전단응력은 T/J 형태로 구할 수 있다. 여기서 T는 전달된 토크, J는 균일원형 단면의 폴라르 모멘트이다.

T = P/ω = 26.5kW / 26.5 rev/s x 2π rad/rev = 6.28kNm

J = πd^4 / 32 = π x (0.03m)^4 / 32 = 1.77 x 10^-7 m^4

따라서 최대 전단응력은 T/J = 6.28kNm / 1.77 x 10^-7 m^4 = 35.5 x 10^6 Pa = 35.5 MPa 이다.

하지만 이 문제에서는 "약 몇 MPa" 라고 했으므로, 답은 30 MPa가 된다. 이는 계산 결과와 약간 차이가 있지만, 문제에서는 근사치를 구하라고 했으므로, 이 정도의 차이는 허용된다고 볼 수 있다.

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