Machine Design: પ્રશ્નો અને જવાબોMachine Design: questions and answers
GPSC, GSSSB, તલાટી અને ગુજરાત પોલીસ પરીક્ષા માટે 10 ફ્રી પ્રશ્નો, દરેકનો જવાબ અને ગુજરાતી + English સમજૂતી સાથે.10 free practice questions for GPSC, GSSSB, Talati and Gujarat Police exams, each with the answer and a Gujarati + English explanation.
1. રિવેટેડ સાંધાની ટિયરિંગ (ફાટી જવાની) કાર્યક્ષમતા કયા સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે? (જ્યાં p = પિચ, d = રિવેટનો વ્યાસ)Tearing efficiency of a riveted joint is given by the formula (where p is pitch, d is rivet diameter):
- Ad / (p - d)d / (p - d)
- Bp / (p - d)p / (p - d)
- C(p + d) / p(p + d) / p
- D(p - d) / p(p - d) / p
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) (p - d) / p(p - d) / p
રિવેટેડ સાંધાની ટિયરિંગ કાર્યક્ષમતા એ છિદ્રિત પ્લેટ અને નક્કર પ્લેટની ટિયરિંગ મજબૂતાઈનો ગુણોત્તર છે, જેનું સાદું રૂપ (p - d) / p થાય છે.Tearing efficiency of a riveted joint is the ratio of the tearing strength of the perforated plate to the solid plate, which simplifies to (p - d) / p.
2. મહત્તમ પ્રિન્સિપલ સ્ટ્રેસ થિયરી મુજબ, M બેન્ડિંગ અને T ટોર્ક ધરાવતા શાફ્ટ માટે સમકક્ષ બેન્ડિંગ મોમેન્ટ (Me) નું સૂત્ર શું છે?For maximum principal stress theory, the equivalent bending moment (Me) for a shaft under combined bending moment M and twisting moment T is:
- AMe = M + 0.5 × TMe = M + 0.5 × T
- BMe = √(M² + T²)Me = √(M² + T²)
- CMe = 0.5 × √(M² + T²)Me = 0.5 × √(M² + T²)
- DMe = 0.5 × [M + √(M² + T²)]Me = 0.5 × [M + √(M² + T²)]
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) Me = 0.5 × [M + √(M² + T²)]Me = 0.5 × [M + √(M² + T²)]
રેન્કાઇનની થિયરી મુજબ સમકક્ષ બેન્ડિંગ મોમેન્ટ Me = 0.5 × [M + √(M² + T²)] થાય છે.Rankine's theory states σ_max = 32 Me / (π d³), where equivalent bending moment Me = 0.5 × [M + √(M² + T²)].
3. કોટર જોઈન્ટમાં સ્પિગોટ છેડાનું ટેન્સાઈલ ફેલ્યોર કયા ક્ષેત્રફળ પર થાય છે?In a cotter joint, failure of the spigot end in tension across the weakest section containing the cotter hole occurs along an area equal to:
- A(d1 × t)(d1 × t)
- B(π/4) d1²(π/4) d1²
- C(π/4) d1² - (d1 × t)(π/4) d1² - (d1 × t)
- D(π/4) (d2² - d1²)(π/4) (d2² - d1²)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (C) (π/4) d1² - (d1 × t)(π/4) d1² - (d1 × t)
કોટર સ્લોટમાંથી પસાર થતું ચોખ્ખું ક્ષેત્રફળ = (π/4) d1² - (d1 × t) થાય છે.The cross-section through the cotter hole is a solid circle of diameter d1 minus the rectangular slot of width d1 and thickness t: Area = (π/4) d1² - d1 t.
4. શાફ્ટમાંથી ટોર્ક ટ્રાન્સમિટ કરતી કી (Key) માં જો શિયરિંગ અને ક્રશિંગમાં સમાન તાકાત હોય (અને Syc = 2 Syt), તો કીની ઊંચાઈ h અને પહોળાઈ b નો સંબંધ શું હોવો જોઈએ?A square key of width b and length L transmitting torque from a shaft of diameter d experiences shearing and crushing stresses. If the key has equal strength in shear and crushing, the key height h must be:
- Ah = 4 bh = 4 b
- Bh = 2 bh = 2 b
- Ch = b / 2h = b / 2
- Dh = b (ચોરસ કી)h = b (Square key)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) h = b (ચોરસ કી)h = b (Square key)
જ્યારે ક્રશિંગ તાકાત શિયર તાકાત કરતાં બમણી હોય, ત્યારે સમાન મજબૂતાઈ માટે h = b (ચોરસ કી) જરૂરી બને છે.Shear area = b × L, Crushing area = (h/2) × L. Since crushing yield strength is approximately twice shear yield strength (σc ≈ 2 τ), equating strengths gives b = h, defining a square key.
5. રિવેટેડ જોઈન્ટની કાર્યક્ષમતા (Efficiency) કોના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે?The efficiency of a riveted joint is defined as the ratio of:
- Aરિવેટેડ જોઈન્ટની મજબૂતાઈ અને સોલિડ અનપંચ્ડ પ્લેટની મજબૂતાઈનો ગુણોત્તરStrength of the riveted joint to the strength of the solid unpunched plate
- Bટીયરિંગ મજબૂતાઈ અને શિયરિંગ મજબૂતાઈનો ગુણોત્તરTearing strength to shearing strength
- Cક્રશિંગ મજબૂતાઈ અને ટીયરિંગ મજબૂતાઈનો ગુણોત્તરCrushing strength to tearing strength
- Dરિવેટ વ્યાસ અને પ્લેટ પીચનો ગુણોત્તરRivet diameter to plate pitch
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) રિવેટેડ જોઈન્ટની મજબૂતાઈ અને સોલિડ અનપંચ્ડ પ્લેટની મજબૂતાઈનો ગુણોત્તરStrength of the riveted joint to the strength of the solid unpunched plate
જોઈન્ટ કાર્યક્ષમતા η = (ટીયરિંગ, શિયરિંગ કે ક્રશિંગ પૈકી લઘુત્તમ મજબૂતાઈ) / (નક્કર પ્લેટની તાકાત).Joint efficiency η = (Least of tearing, shearing, crushing strength) / (Tensile strength of unpunched solid plate p·t·σt).
6. મહત્તમ ડિસ્ટોર્શન એનર્જી થિયરી ઓફ ફેલ્યોર (Maximum Distortion Energy Theory) કયા નામે પણ ઓળખાય છે?The Maximum Distortion Energy Theory of failure is also known as:
- Aસેન્ટ વેનન્ટ માપદંડSt. Venant criterion
- Bટ્રેસ્કા માપદંડTresca criterion
- Cરેન્કાઇન માપદંડRankine criterion
- Dવોન મિસીસ - હેન્કી માપદંડ (Von Mises - Hencky)Von Mises - Hencky criterion
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) વોન મિસીસ - હેન્કી માપદંડ (Von Mises - Hencky)Von Mises - Hencky criterion
વોન મિસીસ થિયરી ડિસ્ટોર્શન એનર્જી પર આધારિત છે અને ડક્ટાઇલ ધાતુઓ માટે શ્રેષ્ઠ અનુમાન આપે છે.Von Mises-Hencky theory states that yielding begins when the distortion strain energy per unit volume equals that at yield in simple tension, widely used for ductile materials.
7. નમ્ર સામગ્રી માટે કયો નિષ્ફળ સિદ્ધાંત સૌથી યોગ્ય છે?Which failure theory is best suited for ductile materials?
- Aમહત્તમ પ્રિન્સિપલ સ્ટ્રેસ થિયરી (રેન્કાઈન)Maximum Principal Stress Theory (Rankine)
- Bમેક્સિમમ શીયર સ્ટ્રેસ થિયરી (ટ્રેસ્કા)Maximum Shear Stress Theory (Tresca)
- Cમેક્સિમમ પ્રિન્સિપલ સ્ટ્રેઈન થિયરી (સેન્ટ વેનન્ટ)Maximum Principal Strain Theory (St. Venant)
- Dસ્ટ્રેન એનર્જી થિયરી (હાઈ)Strain Energy Theory (Haigh)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (B) મેક્સિમમ શીયર સ્ટ્રેસ થિયરી (ટ્રેસ્કા)Maximum Shear Stress Theory (Tresca)
મેક્સિમમ શીયર સ્ટ્રેસ થિયરી (ટ્રેસ્કા થિયરી) અને વોન મિસેસ થિયરી (વિકૃતિ ઉર્જા) એ નમ્ર સામગ્રી માટે નિષ્ફળતાના સૌથી યોગ્ય અને સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સિદ્ધાંતો છે, કારણ કે તેઓ મુખ્યત્વે શીયરમાં ઉપજ દ્વારા નિષ્ફળ જાય છે.The Maximum Shear Stress Theory (Tresca theory) and the Von Mises theory (distortion energy) are the most appropriate and commonly used theories of failure for ductile materials, as they fail primarily by yielding in shear.
8. મલ્ટી-પ્લેટ ઘર્ષણ ક્લચની ડિઝાઇનમાં, યુનિફોર્મ વેર થિયરી (Uniform wear theory) શું માને છે?In the design of multi-plate friction clutches, the uniform wear theory assumes that:
- Aઘર્ષણ ગુણાંક ઝડપ સાથે રેખીય રીતે બદલાય છેFrictional coefficient varies linearly with speed
- Bસમગ્ર સપાટી પર સામાન્ય દબાણ સમાન રહે છે (p = C)Normal pressure is uniform across the entire surface (p = C)
- Cઅંદરની ત્રિજ્યા પર ઘસારો શૂન્ય હોય છેFrictional wear is zero at the inner radius
- Dદબાણ અને ત્રિજ્યાનો ગુણાકાર અચળ રહે છે (p × r = C)Product of normal pressure and friction radius is constant (p × r = C)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) દબાણ અને ત્રિજ્યાનો ગુણાકાર અચળ રહે છે (p × r = C)Product of normal pressure and friction radius is constant (p × r = C)
ઘસારો થયેલા ક્લચ માટે યુનિફોર્મ વેર થિયરી p × r = C સ્વીકારે છે, જેમાં સરેરાશ ત્રિજ્યા R = (r1 + r2)/2 લેવાય છે.According to uniform wear theory (valid for run-in/worn clutches), wear rate ∝ p × v ∝ p × r = constant. Effective friction radius is R_eff = (r1 + r2) / 2.
9. મિકેનિકલ કમ્પોનન્ટની એન્ડ્યુરન્સ લિમિટ સરફેસ ફિનિશથી ખૂબ પ્રભાવિત થાય છે. રફ-મશીન્ડ ઘટકની સરખામણીમાં મિરર-પોલિશ્ડ નમૂનાની એન્ડ્યુરન્સ લિમિટ:Endurance limit of a mechanical component is significantly influenced by surface finish. The endurance limit of a mirror-polished specimen compared to a rough-machined specimen is:
- Aવધારે હોય છે, કારણ કે મિરર પોલિશિંગ ફટિગ ક્રેક શરૂ કરતા માઇક્રો-નોચને દૂર કરે છેHigher, because mirror polishing removes micro-notches that initiate fatigue cracks
- Bઓછી હોય છેLower, because polishing hardens the surface
- Cસમાન હોય છેEqual, because endurance limit is purely a bulk material property
- Dઅનિશ્ચિત હોય છેUnpredictable
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) વધારે હોય છે, કારણ કે મિરર પોલિશિંગ ફટિગ ક્રેક શરૂ કરતા માઇક્રો-નોચને દૂર કરે છેHigher, because mirror polishing removes micro-notches that initiate fatigue cracks
સપાટીની ખરબચડી સપાટી પર તિરાડ શરૂ થવાનું જોખમ વધારે છે, જ્યારે પોલિશ્ડ સપાટી એન્ડ્યુરન્સ લિમિટ વધારે છે.Surface roughness acts as stress raisers where fatigue micro-cracks nucleate. A mirror polish yields a surface factor ka ≈ 1.0, maximizing fatigue life.
10. ફટીગ નિષ્ફળતા માટેનો સોડરબર્ગ માપદંડ (Soderberg criterion) પ્રતિબળ આકૃતિ પર કયા બે પદાર્થ ગુણધર્મોને જોડે છે?The Soderberg criterion for fatigue failure connects which two material properties on a stress diagram?
- Aયીલ્ડ સ્ટ્રેન્થ અને અલ્ટિમેટ ટેન્સાઈલ સ્ટ્રેન્થYield strength and Ultimate tensile strength
- Bએન્ડ્યોરન્સ લિમિટ અને અલ્ટિમેટ ટેન્સાઈલ સ્ટ્રેન્થEndurance limit and Ultimate tensile strength
- Cએન્ડ્યોરન્સ લિમિટ અને ફ્રેક્ચર સ્ટ્રેન્થEndurance limit and Fracture strength
- Dએન્ડ્યોરન્સ લિમિટ અને યીલ્ડ સ્ટ્રેન્થEndurance limit and Yield strength
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) એન્ડ્યોરન્સ લિમિટ અને યીલ્ડ સ્ટ્રેન્થEndurance limit and Yield strength
સોડરબર્ગ લાઇન એ ઓલ્ટરનેટિંગ સ્ટ્રેસ અક્ષ પરની એન્ડ્યોરન્સ લિમિટ (Se) ને મીન સ્ટ્રેસ અક્ષ પરની યીલ્ડ સ્ટ્રેન્થ (Syt) સાથે જોડતી સીધી રેખા છે.The Soderberg line is a straight line connecting the endurance limit (Se) on the alternating stress axis to the yield strength (Syt) on the mean stress axis.
Machine Design ના વધુ 4 સેટ4 more sets of Machine Design
પ્રેક્ટિસમાં દરેક પ્રશ્ન પછી તરત જવાબ મળે છે. ફુલ મોક ટેસ્ટમાં અસલી પરીક્ષા જેવો સમય હોય છે.Practice gives the answer right after each question. Full mock tests time you like the real exam.