모설 데이

지금까지 축에서 토크가 작용하였을때 비틀림각과 전단응력 등에 대해 알아보았다. 비틀림 힘이 들어가는 전동축을 설계할때에는 동력과 회전 속도를 생각해 보아야하는데 이는 전동축을 설계할때 축이 특정한 속도에서 필요한 동력을 줄때 재료가 얼마만큼의 전단응력을 견딜 수 있는지 계산 해야 하기 때문이다. 또한 그에따라 재료와 축의 단면의 치수도 맞춰 주어야 할 것이다. 축에 토크 T를 받고 각속도 ω로 회전하는 재료를 생각해보자. 이때 동력P 는 Tω가 된다. P=Tω ω=2πf (f=회전주파수=회전수/초) =단위:s^-1=Hz(헤르츠) cf) rpm = 분당 회전수 rpm/60 = Hz 이므로 P=2πfT가 된다. 이때 동력 P 의 단위는 N*m/s = W(와트) 따라서 T=P/2πf 이때 허용가능한 전단응력을..

원형축에 토크 T가 작용하여 비틀림을 받고 있다고 하겠습니다. 이때 축 중심선과 45도를 이루고 있는 요소을 살펴보면, 위 그림과 같이 두면에 최대의 전단력이 작용하며 그 힘의 크기는 F=\(A_0\)\(\tau_{max}\)τ(최대) 이고 F'은 인장력으로 그 크기는 2Fcos45로 발생하게 됩니다. 따라서 F'=2\(A_0\)\(\tau_{max}\)cos45=√2\(A_0\)\(\tau_{max}\) 입니다. 그리고 이에 대응하는 응력은 σ=\(\frac{F'}{A}\) = √2\(A_0\)\(\tau_{max}\)/√2\(A_0\)=\(\tau_{max}\) 입니다.

비틀림을 받는 기계부품 등을 살펴보기 위해 먼저 우력이라는 개념을 알아보자. 그림으로 먼저 보겠다. 그림과 같이, 수직거리 d만큼 떨어져서 작용하는 크기가 같고 방향이 다른 두힘을 우력이라고 한다. 비틀림은 여러가지 구조물에서 받게 되는데, 전동축을 예시로 들어 생각해보자. 터빈A와 전동축 AB 발전기B로 구성된 전동축이다. 터빈이 돌아가며 우력(토크) T를 발생시키고, 이 축이 다시 발전기에 같은 T를 전달한다. 그러면, 이 발전기가 다시 전동축에 크기가 같고 방향이 반대인 T'의 우력을 발생시킨다. 그러면, 이 축이 터빈에 다시 T'만큼의 우력을 전달한다. 이러한 방식으로 우력이 발생함을 알아보았다. 그렇다면, 이번에는 축AB에서 크기가 같고 방향이 서로 반대인 토크 T와 T'을 받는 상황을 생각해보..