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축에 발생하는 전단응력은 τ, 축에 가해진 비틀림 모멘트는 T라 할 때… | [건설기계설비기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 17년 2회차
축에 발생하는 전단응력은 τ, 축에 가해진 비틀림 모멘트는 T라 할 때 축 지름 d를 나타내는 식은?
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해설

축 지름은 d=16Tπτ3d=\sqrt[3]{\dfrac{16T}{\pi\tau}} 로 구한다.

원형 단면 축의 비틀림에서 T=τZpT=\tau Z_p이고, 중실 원형축의 극단면계수는 Zp=πd316Z_p=\dfrac{\pi d^3}{16}이다.
T=τ×πd316T=\tau\times\dfrac{\pi d^3}{16}

이를 지름에 대해 풀면 d3=16Tπτd^3=\dfrac{16T}{\pi\tau}, 곧 d=16Tπτ3d=\sqrt[3]{\dfrac{16T}{\pi\tau}}가 된다.

  • 분자와 분모가 뒤바뀐 식은 토크가 커질수록 지름이 작아진다는 뜻이 되어 물리적으로 성립하지 않는다.
  • 계수 16 대신 32가 들어간 식은 굽힘에 쓰는 단면계수 πd332\dfrac{\pi d^3}{32}를 비틀림에 잘못 가져다 쓴 것이다.

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