Kwalifikacja: MEC.03 - Montaż i obsługa maszyn i urządzeń
Zawód: Technik mechanik
Jakie są naprężenia w pręcie poddawanym skręcaniu momentem 160 N m, gdy wskaźnik wytrzymałości na skręcanie wynosi 2 cm3?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 80 MPa jest poprawna, gdyż aby obliczyć naprężenie w pręcie skręcanym, należy zastosować wzór: τ = M/W, gdzie τ to naprężenie, M to moment skręcający, a W to wskaźnik wytrzymałości na skręcanie. W tym przypadku M wynosi 160 N·m, a W obliczamy jako objętość przekroju poprzecznego pręta, którą w tym przypadku wyrażamy w cm³. Dlatego τ = 160 N·m / 2 cm³ = 80 MPa. Tego typu obliczenia są szczególnie istotne w inżynierii mechanicznej i budowlanej, gdzie projektowanie elementów konstrukcyjnych wymaga precyzyjnego określenia ich wytrzymałości na różne rodzaje obciążeń. W praktyce, przy projektowaniu wałów czy innych elementów przenoszących moment obrotowy, inżynierowie muszą uwzględniać również czynniki bezpieczeństwa, co pozwala na zapewnienie trwałości oraz niezawodności konstrukcji przez dłuższy czas. Zgodność z normami, takimi jak Eurokod czy ASTM, również odgrywa kluczową rolę w tym procesie.
Wybór odpowiedzi 32 MPa, 8 MPa lub 320 MPa oparty jest na błędnych założeniach dotyczących obliczeń naprężeń w pręcie skręcanym. Naprężenie skręcające powinno być obliczane jako stosunek momentu skręcającego do wskaźnika wytrzymałości, a nie w sposób, który sugeruje te odpowiedzi. Odpowiedź 32 MPa może wynikać z pomyłki przy obliczeniach, gdzie użytkownik błędnie przyjął wartość wskaźnika wytrzymałości lub przypisał nieodpowiednie jednostki. Z kolei odpowiedź 8 MPa może sugerować całkowity błąd w obliczeniach, być może wynikający z pomylenia wzorów lub niewłaściwego zrozumienia definicji wskaźnika wytrzymałości, co prowadzi do zaniżenia wartości. Dobranie wartości 320 MPa może natomiast wynikać z nadinterpretacji wartości momentu lub błędnych założeń co do jednostek. W każdym przypadku niezbędne jest zrozumienie, że odpowiednie wzory matematyczne oraz właściwe jednostki są kluczowe dla prawidłowych obliczeń. Kluczowe jest również zrozumienie, że stosowanie niepoprawnych wartości może prowadzić do niebezpiecznych sytuacji w inżynierii, jak na przykład w budowie mostów czy innych konstrukcji, gdzie błędy w obliczeniach mogą skutkować katastrofalnymi wynikami.