회전수 120rpm으로 35kW의 동력을 전달하는 원형 단면축은 길이가… | [일반기계기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 21년 3회차

회전수 120rpm으로 35kW의 동력을 전달하는 원형 단면축은 길이가 2m이고, 지름이 6cm이다. 이 축에서 발생한 비틀림 각도는 약 몇 rad인가? (단, 이 재료의 가로탄성계수는 83GPa이다.)

0.019

0.036

0.053

0.078

해설

이 축에서 발생한 비틀림각은 약 0.053 rad이다.
각속도는  $\omega=\dfrac{2\pi\times120}{60}\approx12.57\ \mathrm{rad/s}$ 이므로 토크는  $T=\dfrac{P}{\omega}=\dfrac{35{,}000}{12.57}\approx2785\ \mathrm{N\cdot m}$ 이다.
극단면 2차모멘트는  $J=\dfrac{\pi d^4}{32}\approx1.272\times10^{-6}\ \mathrm{m^4}$ 이므로  $\theta=\dfrac{TL}{GJ}=\dfrac{2785\times2}{83\times10^9\times1.272\times10^{-6}}\approx0.053\ \mathrm{rad}$ 로 계산된다.

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