기계요소설계 차무게 1580 kg, 배기량 1796 cc, 연료 가솔린, 토크 17.8 kgm, 연비 12.4 (3등급), 안전율 3, 5인승 전륜구동 - 상기 조건의 자동차에

1. 차축의 재료를 정하시오. 그 재료의 최대전단응력, 인장응력을 구하시오.

차축의 재료를 선정하기 위해 우선 차축이 받는 힘과 조건을 분석해야 한다. 차축은 전륜구동 자동차에서 바퀴의 회전을 전송하고 차량의 무게를 지탱하는 중요한 역할을 수행한다. 일반적으로 차축에 사용되는 재료는 탄소강 또는 합금강이 있으며, 이들 재료는 높은 강도와 인장 강도를 가지고 있어 차축 구조에 적합하다. 그러나 비틀림, 압축, 인장 등의 다양한 하중을 받기 때문에 재료의 선택은 중요하다. 차축의 하중을 계산하기 위해 우선 차량의 무게와 배기량, 토크, 그리고 안전율을 고려한다. 차무게가 1580 kg이므로 중량은 1580 kg x 81 m/s² = 15,498 N로 계산된다. 차량이 정지 상태에서 가속 시 또는 커브를 도는 상황에서는 더욱 큰 하중이 차축에 가해질 수 있다. 차량의 토크인 1 8 kgm을 Nm로 변환하면 1 8 kgm × 81 m/s² = 17 36 Nm가 된다. 앞차축이 이 토크를 지탱하기 위해서는 필요한 전단 및 인장 응력을 예측할 수 있다. 차축의 최대 전단응력(τ)은 아래의 공식을 사용해 구할 수 있다. 토크의 공식에서 T = τ J / r로 표현할 수 있으며, 여기서 J는 단면의 …