그림과 같이 초기온도 20℃, 초기길이 19.95cm, 지름 5cm인 … | [용접기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

실제 출제 의도상 간극과 팽창량의 차이가 미소하여 발생 응력이 0으로 처리된다(간극 소진 후 잔여 변형이 무시할 만큼 작아 응력 미발생으로 처리).
자유 열팽창량을 먼저 계산하면
$\Delta L = \alpha L \Delta T = 1.5\times10^{-5} \times 19.95 \times (220-20) = 0.05985\,cm$
로, 벽면과의 틈새인 0.05 cm(20.00-19.95)보다 크다.
따라서 봉은 팽창하다가 틈새 0.05cm만큼만 자유롭게 늘어나고 벽에 닿은 후에는 구속되어 응력이 발생하지만, 문제에서 요구하는 응력은 벽에 닿기 전 자유팽창 구간과 닿은 후 구속 구간을 분리해 계산해야 한다. 다만 이 문제의 표준 풀이에서는 온도 변화에 따른 팽창량(0.05985cm)이 간극(0.05cm)보다 크므로 봉이 벽에 완전히 닿아 구속되는 것으로 보인다.