上下兩端固定之變斷面柱,以均勻材質製成,上半段柱之截面積為 ,下半段柱之截面積為 ,柱總長 ,若環境升溫 ,柱固體材料之熱膨脹係數為 ,彈性模數為 ,請問上半段柱因這個環境升溫所造成之熱應力為何?

A
B
C
D正確答案
答案與詳解

正確解:設反力R(壓力),相容條件:αΔT·L = R·(L/2)/(EA) + R·(L/2)/(1.5EA)。化簡右側:(L/2E)·R·(1/A + 1/1.5A) = (L/2E)·R·(1/A)(1+2/3) = (L/2E)·R·(5/3A)。故R = αΔT·L·(6EA)/(5L) = 6EAαΔT/5。上段應力σ=R/A = 6EαΔT/5。
