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비틀림모멘트 2kN·m가 지름 50mm인 축에 작용하고 있다. 축의 길… | [일반기계기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 20년 2회차
비틀림모멘트 2kN·m가 지름 50mm인 축에 작용하고 있다. 축의 길이가 2m일 때 축의 비틀림각은 약 몇 rad 인가? (단, 축의 전단탄성계수는 85 GPa 이다.)
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해설

비틀림각 공식은 θ=TLGIp\theta = \frac{TL}{GI_p}이며, 여기서 T는 비틀림모멘트, L은 축의 길이, G는 전단탄성계수, IpI_p는 극관성모멘트다. 원형축의 극관성모멘트는 Ip=πd432I_p = \frac{\pi d^4}{32}이므로, 주어진 값들을 대입하면: Ip=π×(0.05)432=π×6.25×10632=6.136×108 m4I_p = \frac{\pi \times (0.05)^4}{32} = \frac{\pi \times 6.25 \times 10^{-6}}{32} = 6.136 \times 10^{-8} \text{ m}^4. 비틀림각은 θ=2000×285×109×6.136×108=40005.216×103=0.0767 rad0.077 rad\theta = \frac{2000 \times 2}{85 \times 10^9 \times 6.136 \times 10^{-8}} = \frac{4000}{5.216 \times 10^3} = 0.0767 \text{ rad} \approx 0.077 \text{ rad}이다.

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