Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Machine Design (EMCH327 Section 001) 100% correct Answers

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
6
Cijfer
A+
Geüpload op
12-10-2025
Geschreven in
2025/2026

Machine Design (EMCH327 Section 001, Fall 2024) Mid Term Exam 2, 8am, Thursday, Oct. 10, 2024 Name (First/Last): ___________________________________ Score: _______________/100’ 1. Static loading design: A cantilevered hollow tube is subject to the combined loadings. The bending load is

Meer zien Lees minder
Instelling
Revision
Vak
Revision

Voorbeeld van de inhoud

Machine Design (EMCH327 Section 001, Fall 2024)
Mid Term Exam 2, 8am, Thursday, Oct. 10, 2024
Name (First/Last): ___________________________________ Score: _______________/100’


1. Static loading design: A cantilevered hollow tube is subject to the combined loadings. The
bending load is 𝐹 = 1.75 kN, the axial tension is 𝑃 = 9 kN, and the torsion is 𝑇 = 72 N ∙ m.
Use Ref. h in Appendix Table 15-19 for the relevant cross-sectional properties of the tube,
determine the von Mises stress for the point A on the top surface of the tube. Also, for the
same point, use the distortion energy theory (DET) to determine the design factor so that the
2014 aluminum alloy with yield strength of 276 MPa can be safely selected as material for
the tube. (30’ in total)




Solutions:
The critical stress element is at point A on the top surface of the tube, where the bending moment is the
largest, and the normal and shear stresses induced by the combined loadings are at their maximum values.
For point A, this is the plane stress problem (specifically, in xy-plane). For
the xyz coordination system established, the 2D plane stress element is
shown on the right, with 𝜎𝑥 = 0.
Using Ref. h in Appendix Table 15-19, we have following relevant cross-
sectional properties provided therein:

Cross-sectional area 𝐴 = 515.2 mm2 = 515.2 × 10−6 m2
Bending section modulus 𝑆 = 4857 mm3 = 4857 × 10−9 m3

Polar section modulus 𝑍𝑝 = 9715 mm3 = 9715 × 10−9 m3

Since the normal stresses induced by both axial tension and bending moment are along the y-axis, they are
additive, giving

Page 1 of 6
This study source was downloaded by 100000899242566 from CourseHero.com on 10-12-2025 16:48:57 GMT -05:00


https://www.coursehero.com/file/244414950/Mid-Term-Exam-2-Solutionspdf/

, 𝑃 𝑀 9000 1750 × 0.12
𝜎𝑦 = + = −6
+ = 60.71 MPa
𝐴 𝑆 515.2 × 10 4857 × 10−9
The shear stress component induced by the torque is
𝑇 72
𝜏𝑥𝑦 = = = 7.41 MPa
𝑍𝑝 9715 × 10−9

With these stress components, we can then draw the Mohr’s circle with center position (𝜎𝐶 , 0) =
𝜎𝑥 +𝜎𝑦
( 2
, 0) = (30.355, 0) and reference point position (𝜎𝑦 , 𝜏𝑥𝑦 ) = (60.71, 7.41).

The radius of the Mohr’s circle is 𝑅 = √(60.71 − 30.355)2 + (7.41 − 0)2 = 31.246

Then, the two principal stresses are
𝜎1 = 𝜎𝐶 + 𝑅 = 30.355 + 31.246 = 61.601 MPa
𝜎2 = 0
𝜎3 = 𝜎𝐶 − 𝑅 = 30.355 − 31.25 = −0.891 MPa


The von Mises stress is

(𝜎1 − 𝜎2 )2 + (𝜎2 − 𝜎3 )2 + (𝜎3 − 𝜎1 )2
𝜎𝑒 = √
2

(61.601)2 + (0.891)2 + (61.601 + 0.891)2
=√ = 62.05 MPa
2

A stress is considered safe when von Mises Stress is below the yield strength of the material with design
factor of N:
𝑠𝑦
𝜎𝑒 ≤
𝑁
Given 𝑠𝑦 = 276 MPa, we finally obtain the design factor as
𝑠𝑦 276
𝑁= = = 4.45
𝜎𝑒 62.05




Page 2 of 6
This study source was downloaded by 100000899242566 from CourseHero.com on 10-12-2025 16:48:57 GMT -05:00


https://www.coursehero.com/file/244414950/Mid-Term-Exam-2-Solutionspdf/

Geschreven voor

Instelling
Revision
Vak
Revision

Documentinformatie

Geüpload op
12 oktober 2025
Aantal pagina's
6
Geschreven in
2025/2026
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

$8.49
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
Abbyy01 Exam Questions
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
96
Lid sinds
4 jaar
Aantal volgers
33
Documenten
1337
Laatst verkocht
4 dagen geleden

3.5

13 beoordelingen

5
5
4
2
3
3
2
1
1
2

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen