양끝을 고정한 단면적 2cm2인 사각봉이 온도 -10℃에서 가열되어 5… | [컴퓨터응용밀링기능사 필기] 15년 4회차 기출문제 상세 페이지

1[컴퓨터응용밀링기능사 필기] 15년 4회차

양끝을 고정한 단면적 2cm²인 사각봉이 온도 -10℃에서 가열되어 50℃가 되었을 때, 재료에 발생하는 열응력은?(단 사각봉의 탄성계수는 21 GPa, 선팽창게수는 12×10^-6/℃이다.)

15.1 MPa

25.2 MPa

29.9 MPa

35.8 MPa

해설

양끝이 고정된 봉이 가열될 때 발생하는 열응력은 자유팽창이 구속되면서 발생하는 압축응력이다.
온도 변화량은
 $\Delta T = 50 - (-10) = 60\,℃$ 
이고, 열응력 공식은
 $\sigma = E \times \alpha \times \Delta T$ 
이다.
주어진 값을 대입하면
 $\sigma = 21 \times 10^9 \times 12 \times 10^{-6} \times 60 = 21 \times 12 \times 60 \times 10^3 = 15,120 \times 10^3 = 15.12 \times 10^6\,\text{Pa} = 15.12\,\text{MPa}$ 
이다. 따라서 발생하는 열응력은 약 15.1 MPa이다.

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