In a centrifugal pump system used by DWASA a rotating shaft plays a critical role in power transmission and structural support. The shaft is simply supported over a span of 2 m and a concentrated transverse load of 300 N at its midpoint. It rotates at 1440 rpm while delivering 15 kW of Mechanical power. Determine (a) the torque generated by the shaft due to power transmission, (b) the maximum bending moment (c) the bending stress and torsional stresses assuming a shaft diameter of 30 mm (d) the required shaft diameter to safely carry the loads if the maximum allowable stress is 60 MPa using Maximum shear stress theory (e) Evaluate the actual factor of safety.

Updated: 9 months ago
উত্তরঃ

(a) 

Power, P = Τω = 15 × 103 = T × 2π × 144060

 T=99,47  100Nm

(b)

Moment, M =FL4= 300N ×24= 150Nm

(c)

Equivalent Torque, Te = M2+ T2 = 1502+1002 = 180.28Nm

Bending Moment,

Meq=12M+M2+T2= 12150+1502+1002=165.14Nm

Bending Stress,

σmax =4πr3× Meq = 4πr3×165.14 = 62.3MPa

Torsion Shear Stress,

τmax =2Teqπr3=2πr3× 180.28 = 34. 01MPa

(d)

Maximum allowable stress means we can consider it as yield stress. According to MSS Theory,

τmax=0.5Sy= 0.5 × 60 = 30 MPa

 16πd3×M2+T2 = 30 × 106

d = 31.27 mm

(e)

Here, applied stresses are,

σχ =32Mπd3=56.6 MPa & Txy = 16 Tπd3= 18.9MPa

According to MSS: 

σ1, σ2 = σχ2±σχ22+ τxy2 = 28.3 ± 34.03 =62.33-5.73

τmax = σ1 -σ32= 34.03

 n =Sy2τmax=602 × 34.03=0.88

According to DET:
Von Mises strees.

σ'=σx2+3τxy2=65.38

n=syσ'=6065.38=0.917

Md Zahid Hasan
Md Zahid Hasan
9 months ago
175

Related Question

View All
উত্তরঃ

প্রশ্নে বলা হচ্ছে, একটি ভগ্নাংশের লব 200% এবং হর 350% বাড়ানো হলে ভগ্নাংশটি হয় 512মূল ভগ্নাংশটি কত?

ধরি, ভগ্নাংশটির লব x এবং হর y

অতএব, ভগ্নাংশটি xy 

প্রশ্নমতে,  x+ x  200% y + y  350% 512

 x +200x100y +  350 y 100 = 512

 x+ 2x y+ 7y2 = 512

  3x2y+ 7y2 = 512

  3x9y2 = 512

 3x1 × 29y = 512

 2x3y = 512

xy =5 × 312 × 2 

  xy = 58

অতএব, মূল ভগ্নাংশটি  58

998
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!

শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!

প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
এখনই শুরু করুন ডেমো দেখুন
৫০,০০০+
শিক্ষক
৩০ লক্ষ+
প্রশ্নপত্র
মাত্র ১৫ পয়সায় প্রশ্নপত্র
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন তৈরি করুন আজই

Complete Exam
Preparation

Learn, practice, analyse and improve

1M+ downloads
4.6 · 8k+ Reviews