400rpm으로 회전하는 바깥지름 60mm, 안지름 40mm인 중공 단… | [일반기계기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

중공축이 전달할 수 있는 동력은 허용 비틀림각으로부터 토크를 구한 뒤 회전수와 곱해 계산하며, 결과는 약 20kW이다.
극단면 2차모멘트는 $J = \dfrac{\pi(D_o^4 - D_i^4)}{32} = \dfrac{\pi(0.06^4 - 0.04^4)}{32} \approx 1.02\times10^{-6}\,\mathrm{m^4}$이다.
비틀림각 공식 $\theta = \dfrac{TL}{GJ}$에서 $\theta = 1° \approx 0.01745\,\mathrm{rad}$를 대입하면 $T = \dfrac{\theta GJ}{L} \approx 475\,\mathrm{N\cdot m}$이다.
동력은 $P = T\omega = T \times \dfrac{2\pi N}{60} \approx 475 \times 41.9\,\mathrm{rad/s} \approx 19.9\,\mathrm{kW} \approx 20\,\mathrm{kW}$이다.