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공학 문제해결/재료역학

【재료역학】 축동력, 전단응력 문제풀이

"He who learns but does not think, is lost! He who thinks but does not learn is in great danger."
"배우기만 하고 생각하지 않으면 얻는 것이 없고, 생각만 하고 배우지 않으면 위태롭다."
- 공자


안녕하세요. 이번 포스팅에서는 재료역학에서 축 회전수와 동력을 주고 그때 축에 발생하는 전단응력을 구하는 문제를 풀어보겠습니다. 아주 간단하지만, 동력을 적용한 문제에서는 다소 생소할 수 있는 유형이라 가져와봤습니다. 보시고 도움이 되면 좋겠습니다.


[문제]

지름 3cm의 강축이 회전수 1590rpm으로 26.5kW의 동력을 전달하고 있다. 이 축에 발생하는 최대 전단응력은 약 몇 MPa인가?

[선택지]

ⓐ 30  ⓑ 40  ⓒ 50  ⓓ 60


[문제풀이]

제일 처음에 언급했듯이, 이번 문제는 '동력, 회전수'를 주어주고 축의 '최대 전단응력'을 구하는 문제입니다. 많은 동력문제 유형에서는 응력까지는 묻지않고 회전수를 주어주고, 비틀림모멘트를 구하거나, 비틀림모멘트를 주어주고 회전수를 구하라는 문제인데, 이번엔 조금 다른 유형입니다. 각설하고 문제를 풀어보겠습니다.

아래 첫 3줄은 관련 공식을 먼저 나타낸 것입니다. 이를 이용해서 '풀이)'에서 문제 풀이를 진행합니다.


위와 같이, 최대 전단응력을 구할 수 있습니다. 따라서 답은 ⓒ 30 이 됩니다. 이상! 궁금한 점은 댓글을 통해 받고 있으니 남겨주시길 바랍니다.