解答

④

 

解説

［解くために必要な知識と周辺知識］

片端を固定し、反対側にトルクTをかけられた長さL、半径Rの中実丸軸

 

・極断面係数　　Zp=πd³/16

 ・断面二次極モーメント　Ip=πd⁴/32

 ・ねじり角　　　ψ=TL/GIp　⇒　ψ=32TL/πd⁴

＊ψはプサイと読みます。

 ・比ねじり角θ　θ=ψ/L

 ・せん断ひずみ　γ=Rθ

 ・せん断応力　　τ=Gγ=GRψ/L

 ・ねじりトルクTとせん断応力τの関係

　T=τIp/R　、τ=T/(Ip/R)=T/Zp　⇒　τ=16T/πd³

 

＊Zp、Ip、ψ、τとTの関係は覚えておきましょう。

 

では解いていきます。

本問題ではねじる角を問われているためψの式を使います。