Условие задачи
Вал с круглым поперечным сечением находится под действием четырех сосредоточенных моментов, приложенных на границах участков.
Требуется:
1) определить крутящие моменты на каждом участке и построить эпюру
Э𝑀кр,
2) определить максимальное касательное напряжение,
3) из условия прочности ( [τ]=40 МПа ) найти:
а) допускаемую нагрузку [𝑀] при заданном диаметре сечения D = 100
мм для сплошного вала и трубчатого, если 𝑐 = 𝑑/𝐷 = 0,8;
б) диаметр 𝐷 сечения сплошного и трубчатого валов при заданной
нагрузке 𝑀 = 5 кНм, определить массу сплошного и трубчатого валов (𝛾 =
78 кН/м), сделать вывод о том, какой из них выгоднее,
4) для последнего случая определить угловые перемещения сечений вала
и построить эпюру углов закручивания Э𝜑,
5) найти относительные углы закручивания вала на каждом участке, построить эпюру Э𝜃, и проверить выполнение условия жесткости 
0,05 рад/м
Ответ
Построим расчетную схему вала, соблюдая масштаб по длине. Ось 𝐴𝑥
направим по оси вала, направо.
1) Определяем крутящие моменты на каждом из участков.
Участок I.
𝑀𝐼 = 𝑀1 = 2𝑀.
Участок II.
Участок III.
