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12[kNㆍm]의 토크를 받는 축의 지름은 약 몇 [mm] 이상이어야 … | [공유압기능사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[공유압기능사 필기] 16년 1회차
12[kNㆍm]의 토크를 받는 축의 지름은 약 몇 [mm] 이상이어야 하는가? (단, 허용 비틀림 응력은 50[MPa]이라 한다.)
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84
2
107
3
126
4
145
해설

허용 비틀림 응력을 넘지 않는 최소 축 지름은 약 107 mm 이다.

τ=16Tπd3\tau=\dfrac{16T}{\pi d^{3}} 에서 d=16Tπτ3d=\sqrt[3]{\dfrac{16T}{\pi\tau}}

T=12×106 N⋅mmT=12\times10^{6}\ \mathrm{N\cdot mm}
d=16×12×106π×503≈107 mmd=\sqrt[3]{\dfrac{16\times12\times10^{6}}{\pi\times50}}\approx107\ \mathrm{mm}

나머지 보기가 답이 될 수 없는 이유는 다음과 같다.

  • 84 mm 를 쓰면 비틀림 응력이 약 103 MPa 로 허용 비틀림 응력을 크게 넘는다.
  • 126 mm 는 응력이 약 31 MPa 로 허용 응력을 만족하지만, 필요 이상으로 굵어 발문이 묻는 최소 지름이 아니다.
  • 145 mm 도 응력이 약 20 MPa 로 여유가 지나치게 커서 최소 지름이 아니다.

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