그림과 같이 단순화한 길이 1m의 자축 중심에 집중하증 100kN이 작… | [일반기계기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

굽힘과 비틀림을 함께 받는 축이므로 상당굽힘모멘트로 환산하면 필요한 지름은 약 16.3 cm다.
하중이 경간 1 m의 중앙(0.5 m)에 걸린 단순보이므로 최대 굽힘모멘트는
M = PL/4 = 100 × 1/4 = 25 kN·m
전달 토크는 동력과 회전수로부터
T = 60H/(2πN) = 60 × 400/(2π × 100) = 38.2 kN·m
상당굽힘모멘트 Me = (M + √(M² + T²))/2 = (25 + 45.7)/2 = 35.3 kN·m
σ = 32Me/(πd³) = 85 MPa 로 두면
d³ = 32 × 35.3 × 10³ ÷ (π × 85 × 10⁶) = 4.23 × 10⁻³ m³
∴ d ≒ 0.162 m, 즉 약 16.2 cm 이상이어야 하므로 보기 중 16.3 cm가 답이다.