Садржај
У часовима инжењерске механике важно је проучавање топлотног напрезања и његовог утицаја на различите материјале. Хладноћа и топлота могу утицати на материјале као што су бетон и челик. Ако се материјал не може скупити или повећати када постоје температурне разлике, могу се појавити топлотни напрезања и проузроковати структурне проблеме. Да би проверили да ли постоје проблеми, као што су деформација и пукотине бетона, инжењери могу израчунати вредности термичког напрезања различитих материјала и упоредити их са утврђеним параметрима.
Пронађите формулу топлотног напрезања користећи једнаџбе за напрезање и Иоунг-ов модул. Ове једначине су:
Једнаџба 1.) Напрезање (е) = А * д (Т)
Једнаџба 2.) Младијев модул (Е) = стрес (С) / напрезање (е).
У једнаџби напрезања, термин "А" се односи на линеарни коефицијент топлотног ширења за дати материјал, а д (Т) температурну разлику. Младијев модул је однос који односи стрес напрезање. (Референце 3)
Замените вредност за Напрезање (е) из прве једначине у другу једначину наведену у кораку 1 да бисте добили Иоунгов модул (Е) = С /.
Помножите сваку страну једначине у кораку 2 тако да пронађете да је Е *. = С, или топлотни напон.
Користите једнаџбу у кораку 3 за израчунавање топлотног напрезања у алуминијумској шипки која је подвргнута промени температуре или д (Т) од 80 степени Фаренхеита. (Референце 4)
Пронађите Иоунгове модуле и коефицијент топлотног ширења алуминијума из табела које се лако налазе у књигама механичких механичара, неким физичким књигама или на мрежи. Ове вредности су Е = 10,0 к 10 ^ 6 пси и А = (12,3 к 10 ^ -6 инча) / (инчни степен Фаренхајта), (види Ресоурце 1 и Ресоурце 2). Пси значи фунти по квадратном инчу, јединици мере.
Замените вредности за д (Т) = 80 степени Фаренхеита, Е = 10,0 к 10 ^ 6 пси и А = (12,3 к 10 ^ -6 инча) / (инча степени Фаренхеита) дате у кораку 4 и Кораку 5 у датој једнаџби у кораку 3. утврдите да је топлотни напон или С = (10,0 к 10 ^ 6 пси)(12,3 к 10 ^ -6 инча) / (инчни степен Фаренхајта)(80 степени Фаренхајта) = 9840 пси.