열팽창력 계산기

배경

열팽창력은 온도 변화에 따라 재료의 치수가 변하는 경향인 열팽창 개념과 관련이 있습니다. 팽창을 제한하면 내부 응력이 발생하여 재료의 특성과 외부 조건을 사용하여 계산할 수 있는 힘이 생성됩니다.

공식

열팽창력을 계산하는 데 사용되는 공식은 다음과 같습니다.

\[ F = E \cdot a \cdot T \cdot A \]

여기서:

• F는 힘(lbf)입니다.
• E는 영률(PSI)입니다.
• a는 열팽창 계수(in/in * °F)입니다.
• T는 온도 변화량(°F)입니다.
• A는 단면적(in²)입니다.

계산 예시

영률이 30,000,000 PSI이고 열팽창 계수가 \( 0.000012 \, \text{in/in} \cdot \text{°F} \), 온도 변화량이 50°F이고 단면적이 2in²인 재료의 경우 열팽창력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

\[ F = 30000000 \cdot 0.000012 \cdot 50 \cdot 2 = 36000 \, \text{lbf} \]

중요성 및 사용 사례

열팽창력 계산은 엔지니어링, 건설 및 제조 분야에서 매우 중요합니다. 이러한 계산은 구조적 결함을 방지하고 파이프라인, 엔진 및 기계와 같은 응용 분야에서 온도 변화에 견딜 수 있도록 부품을 설계하는 데 도움이 됩니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

영률이란 무엇입니까? 영률은 재료의 강성을 측정하는 것으로, 응력과 변형률 간의 관계를 나타냅니다.

열팽창 계수란 무엇입니까? 열팽창 계수는 온도 변화에 따른 재료의 팽창 또는 수축률을 정량화합니다.

열팽창력이 중요한 이유는 무엇입니까? 열팽창력을 이해하는 것은 온도 변화에도 시스템과 구조의 무결성을 유지하고 잠재적인 손상이나 파손을 방지하기 위해 중요합니다.