그림과 같이 단순화한 길이 1m의 차축 중심에 집중하중 100kN이 작… | [용접기사 필기] 13년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[용접기사 필기] 13년 1회차

그림과 같이 단순화한 길이 1m의 차축 중심에 집중하중 100kN이 작용하고, 100rpm으로 400kW의 동력을 전달할 때 필요한 차축의 지름은 최소 몇 cm인가? (단, 축의 허용 굽힘응력은 85MPa로 한다.)

4.1

8.1

12.3

16.3

해설

굽힘모멘트는  $M = \dfrac{PL}{4} = 25\,\mathrm{kN \cdot m}$ , 비틀림모멘트는  $T = \dfrac{60P}{2\pi N} = \dfrac{60 \times 400 \times 10^{3}}{2\pi \times 100} \approx 38.2\,\mathrm{kN \cdot m}$ 다.
상당굽힘모멘트  $M_e = \dfrac{M + \sqrt{M^2 + T^2}}{2} \approx 35.3\,\mathrm{kN \cdot m}$ 를
 $d = \sqrt[3]{\dfrac{32M_e}{\pi \sigma_a}}$ 에 넣으면
 $d \approx 162\,\mathrm{mm}$ , 즉 약 16.3 cm다.

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