구속된 봉의 열응력 계산기
양 끝이 완전히 구속되어 늘어나거나 줄어들 수 없는 봉에 온도 변화가 생겼을 때 σ = E·α·ΔT 공식으로 내부 열응력을 계산합니다.
온도가 오르면 양수, 내리면 음수로 넣습니다
열응력
120MPa
압축응력입니다 (온도가 올라 늘어나려는 것을 억누름)
계산 방법
- 1재료를 고르거나 영률(E)·선팽창계수(α)를 직접 넣습니다.
- 2온도 변화(ΔT)를 넣습니다. 온도가 오르면 양수, 내리면 음수입니다.
- 3계산된 열응력과, 압축인지 인장인지를 확인합니다.
자주 묻는 질문
σ = E × α × ΔT입니다. E는 영률, α는 선팽창계수, ΔT는 온도 변화입니다. 봉이 자유롭게 늘어날 수 있었다면 없었을 응력이, 양 끝이 완전히 고정되어 늘어나지 못하기 때문에 대신 내부 응력으로 나타납니다.
온도가 오르면 봉은 늘어나려 하지만 양 끝이 고정되어 있어 늘어난 만큼을 압축하는 힘이 필요합니다. 반대로 온도가 내리면 봉은 줄어들려 하지만 고정 길이를 유지해야 해서 잡아당기는(인장) 힘이 생깁니다.
선팽창(edu/thermal-expansion)은 봉이 자유롭게 늘어날 수 있을 때 길이·넓이·부피가 얼마나 변하는지를 계산합니다. 이 계산기는 반대로 늘어나지 못하도록 완전히 구속됐을 때 생기는 내부 응력(압력 단위)을 계산합니다. 서로 반대 상황을 다룹니다.
실제 구조물은 완전히 구속되는 경우가 드물고, 신축이음처럼 어느 정도 틈을 두어 부분적으로만 구속되는 경우가 일반적입니다. 이 계산기는 양 끝이 완전히 고정됐다고 가정한 이론적 상한값을 보여줍니다. 또한 온도 변화(ΔT)가 아주 커지면 E와 α 자체가 온도에 따라 변해 이 근사가 흔들릴 수 있습니다.
전송되지 않습니다. 모든 계산은 브라우저 안에서 이뤄지고, 입력값은 이 기기에만 남습니다.
알아두면 좋은 점
- 양 끝이 완전히 구속된 이상적인 경우를 가정합니다. 실제 구조물의 부분 구속(신축이음 등)은 반영하지 않습니다.
- 재료별 영률·선팽창계수는 대표값입니다. 합금·열처리·온도 범위에 따라 실제 값은 달라질 수 있어, 정확한 설계에는 해당 재료의 시험성적서를 확인하세요.
- 온도 변화가 매우 크면 E·α 자체가 온도에 따라 변해 이 선형 근사가 흔들릴 수 있습니다.
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마지막 검증: 2026년 9월 4일 · 결과는 참고용 추정치입니다.