열응력

18. 열응력

: 재료가 고정되어 있거나 또는 어떠한 임의의 단면에 힘이 작용하는 과정에 온도 (고온 또는 저온) 변화    의 영향이 발생될 때 재료에는 인장과 압축을 하게되는데 이 때 발생하는 것이 열응력(저항힘) σ 이다.

18.1 열응력 = σ

: 온도변화와 선팽창계수의 곱게 응력이 비례하다.

α = 선팽창계수

△t = 온도변화 ( 높은온도 - 낮은온도 ) or (  t2 (나중온도) - t1 (처음온도) )

: 비례상수를 넣어준다. " ∝ → = "

E = 세로탄성계수, 종탄성계수, 영계수

18.2 열 변형율 ( ε )

18.3 열 변형량 ( λ )

18.4 열에 의한 힘 ( P )

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# 가열끼움 ( 축과 원형홈의 끼워맞춤. )

: 아래의 그림과 같이 축을 끼워 넣기 위한 어느 단면홈이 있고 축이 있다고 가정한다.

: 조건 d2>d1

(d2를 d1에 끼워맞춤)

: 변형 전의 원둘레 : πd1

: 변형 후의 원둘레 : πd2

: 원둘레의 변형량 : λ = π(d2-d1) , 큰지름 - 작은지름

: 원둘레의 변형율 : ε = λ / πd1(변형전의 치수) = π(d2-d1 )/ πd1 = d2-d1 / d1

: 이러한 상황을 현장에서 작업을 하게되면 보통 축이 끼워져야 하는 홈에 ( 필요 시 ) 산소절단기에서 

  분출되는 화력을 이용하여 열을 가하면 일시적으로 홈이 팽창됩니다. 

  이 때 축을 끼우게 되고, 짧은 시간안에 가열된 구멍은 식으면서 다시 수축이 되어 껴져있는 

  축을 타이트하게 맞물리게 됩니다.

  이 작업의 단점이... 한번 맞물리면 재작업이 어려운 것 같습니다.

■ 후프응력(Hoop stress) : 원둘레 방향의 응력 = 내압에 의해 발생되는 원주방향의 응력

구멍을 가열하면 인장(팽창)하고 수직응력의 일종이므로 후크의 법칙을 적용할 수 있음.