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지름 2.5cm의 연강봉을 상온에서 30°C 높게 가열하여 양단을 고정… | [용접기사 필기] 13년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[용접기사 필기] 13년 2회차
지름 2.5cm의 연강봉을 상온에서 30°C 높게 가열하여 양단을 고정하여 상온까지 냉각할 때 고정된 벽에서 일어나는 힘은 몇 kN인가?(단, 열팽창 계수 α = 0.000012/°C, E = 210 GPa 이다.)
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해설

양단이 고정되어 신축이 구속되면 열응력은 σ=EαΔT=210×103×12×10−6×30=75.6 MPa\sigma=E\alpha\Delta T=210\times10^{3}\times12\times10^{-6}\times30=75.6\,\mathrm{MPa}이다. 단면적 A=π×2524=491 mm2A=\dfrac{\pi\times25^{2}}{4}=491\,\mathrm{mm^{2}}이므로 벽에 작용하는 힘은 P=σA=75.6×491≈37 kNP=\sigma A=75.6\times491\approx37\,\mathrm{kN}이다.

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