Isi
Di kelas teknik mesin, studi tentang stres termal dan pengaruhnya terhadap berbagai bahan penting. Dingin dan panas dapat mempengaruhi material seperti beton dan baja. Jika suatu bahan tidak dapat berkontraksi atau mengembang ketika ada perbedaan suhu, tekanan termal dapat terjadi dan menyebabkan masalah struktural. Untuk memeriksa masalah, seperti lengkungan dan retakan pada beton, insinyur dapat menghitung nilai tegangan termal dari berbagai bahan dan membandingkannya dengan parameter yang ditetapkan.
Temukan rumus untuk tekanan termal dengan menggunakan persamaan untuk regangan dan modulus Young. Persamaan ini adalah:
Persamaan 1.) Strain (e) = A * d (T)
Persamaan 2.) Modulus muda (E) = Stres (S) / Strain (e).
Dalam persamaan regangan, istilah "A" mengacu pada koefisien linier ekspansi termal untuk material yang diberikan dan d (T) adalah perbedaan suhu. Modulus Young adalah rasio yang menghubungkan stres dengan regangan. (Referensi 3)
Ganti nilai untuk Strain (e) dari persamaan pertama ke persamaan kedua yang diberikan pada langkah 1 untuk mendapatkan modulus Young (E) = S /.
Lipat gandakan setiap sisi persamaan pada langkah 2 dengan menemukan E *. = S, atau tekanan termal.
Gunakan persamaan pada langkah 3 untuk menghitung tegangan termal dalam batang aluminium yang mengalami perubahan suhu atau d (T) 80 derajat Fahrenheit. (Referensi 4)
Temukan modulus Young dan koefisien ekspansi termal untuk aluminium dari tabel yang mudah ditemukan di buku-buku mekanik, beberapa buku fisika, atau online. Nilai-nilai ini adalah E = 10.0 x 10 ^ 6 psi dan A = (12,3 x 10 ^ -6 inci) / (inci derajat Fahrenheit), (Lihat Sumber 1 dan Sumber 2). Psi adalah pound per inci persegi, satuan pengukuran.
Ganti nilai untuk d (T) = 80 derajat Fahrenheit, E = 10.0 x 10 ^ 6 psi dan A = (12,3 x 10 ^ -6 inci) / (inci derajat Fahrenheit) yang diberikan pada Langkah 4 dan Langkah 5 ke dalam persamaan yang diberikan pada Langkah 3. Anda menemukan bahwa tekanan termal atau S = (10,0 x 10 ^ 6 psi)(12,3 x 10 ^ -6 inci) / (inci derajat Fahrenheit)(80 derajat Fahrenheit) = 9840 psi.