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중실 축에 가해지는 토크가 T이고, 축 지름이 d일 때 이축에 발생하는… | [승강기기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[승강기기사 필기] 17년 2회차
중실 축에 가해지는 토크가 T이고, 축 지름이 d일 때 이축에 발생하는 최대전단응력을 나타내는 식은?
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해설

중실 축의 최대전단응력은 16T/(πd³)이다.

비틀림을 받는 축의 전단응력은 토크를 극단면계수로 나눈 값이다. 중실 원형축의 극단면계수는 Zp=πd316Z_p = \dfrac{\pi d^3}{16}이므로
τmax=TZp=16Tπd3\tau_{max} = \dfrac{T}{Z_p} = \dfrac{16T}{\pi d^3}이다.

분자 계수가 32인 식은 굽힘응력 σ=32Mπd3\sigma = \dfrac{32M}{\pi d^3}에 쓰이는 단면계수 πd332\dfrac{\pi d^3}{32}에서 온 형태여서 비틀림에는 쓰지 않는다. 계수가 아예 없는 Tπd3\dfrac{T}{\pi d^3}이나 16을 분모로 보낸 T16πd3\dfrac{T}{16\pi d^3}도 극단면계수를 잘못 대입한 식이다.

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