양단이 고정된 20㎝ 길이의 환봉을 10℃에서 80℃ 로 가열하였을 때… | [가스기능장 필기] 12년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기능장 필기] 12년 1회차

양단이 고정된 20㎝ 길이의 환봉을 10℃에서 80℃ 로 가열하였을 때 재료내부에서 발생하는 열응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 재료의 선팽창계수는 11.05×10^-6/℃ 이며, 탄성계수 E 는 210GPa 이다.)

69.62

162.44

696.15

2784.60

해설

양단이 고정된 봉이 열팽창하려다 구속되면 열응력이 발생하며,  $\sigma = E\alpha\Delta T$ 로 계산한다.
 $\Delta T = 80 - 10 = 70\,^\circ\mathrm{C}$ 
 $\sigma = 210{,}000\,\mathrm{MPa}\times11.05\times10^{-6}/^\circ\mathrm{C}\times70\,^\circ\mathrm{C} \approx 162.44\,\mathrm{MPa}$ 
이때 봉의 길이(20cm)는 열응력 계산 결과에 영향을 주지 않는다.

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