열응력

Thermal Stress. 물체가 열을 받으면 그 체적이 증가하는 반면 냉각이 되면 반대로 체적이 감소한다. 하지만 물체를 늘어나거나 줄어들지 않도록 구속하게 되면 물체 내부에는 이 구속에 저항하려는 내력이 발생하게 된다. 이와 닽이 물체가 구속된 상태에서 온도변화에 따라 물체 내부에 발생하는 응력을 열응력이라고 한다.

물체의 자유로운 팽창과 수축 또는 물체 내의 팽창과 수축이 균일하지 못하게 되는 경우 물체 내에 변형이 발생한다. 이것을 열변형이라 하고 이 변형을 응력으로 환산한 것을 열응력이라 한다.

물체가 열응력이 발생하는 대표적 사례는 아래와 같다.

(1) 물체의 온도 변화 발생

(2) 물체 내에서 온도차 발생

(3) 부재(部材) 사이에 온도차 발생 또는 열팽창계수가 서로 다른 부재가 결합된 물체에서 온도 변화 발생

물체가 구속이 되어있지 않다고 하더라도 물체 전 영역에서 온도분포가 일정하지 않고 온도구배가 있으면로 이로 인하여 내부에 열응력이 발생하게 된다. 가장 대표적인 예로 용접 후 물체 내부에 남게 되는 잔류 열응력(residual thermal stress)을 들 수 있다.

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr