18.11
一根具有均匀横截面的均质杆,在水平面上自由放置时,受热后会发生膨胀。
膨胀量与温度变化和杆的长度成正比,由材料的热膨胀系数(单位:每摄氏度)决定。该系数表示材料在每摄氏度温度变化下发生的膨胀或收缩程度。
由于温度变化导致杆件伸长,这是由热应变引起的。与典型的应变情况不同,由于杆件未受约束,因此这种热应变不伴随任何应力。
如果均质杆在两端受到约束,则在温度升高时由于约束作用而无法伸长,从而在杆中产生应力但不产生应变。
为了估算由该温度变化引起的载荷和应力,需移除杆件中的一个支座,使其能够自由伸长。
在确定该假设伸长量的程度后,对分离的端部施加一个力,以模拟支座原本会提供的反作用力。通过确保总变形量等于零,计算杆件所受的载荷和应力。