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그림과 같이 양단이 고정된 균일한 단면의 강봉이 온도하중(△T=30℃)… | [9급 지방직 응용역학개론] 11년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 11년 1회차
그림과 같이 양단이 고정된 균일한 단면의 강봉이 온도하중(△T=30℃)을 받고 있다. 강봉의 탄성계수 E=200 GPa, 열팽창 계수 α=1.2×10-6/℃ 일 때, 강봉에 발생하는 응력[MPa]은? (단, 강봉의 자중은 무시한다)
문제 이미지
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3.6
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7.2
3
9.6
4
14.4
해설

양단 고정 강봉의 열응력은 7.2 MPa(압축)이다.

양단이 고정되어 자유 신장이 완전히 구속되므로 길이와 무관하게 σ=EαΔT\sigma=E\alpha\Delta T이다.

σ=200000 MPa×1.2×10−6×30=7.2 MPa\sigma=200000\ \mathrm{MPa}\times1.2\times10^{-6}\times30=7.2\ \mathrm{MPa}
온도 상승을 막으므로 압축응력이 생긴다.

  • 3.6은 자유 신장의 절반만 구속된 것으로 본 값이다.
  • 9.6은 온도변화를 40℃로 본 값이다.
  • 14.4는 열응력을 두 배로 잡은 값으로, 열응력은 봉 길이 2 m와 무관하다.

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