Pregunta
upstudy study bank question image url

A 25 -mm-diameter steel rod is 1 m long and is clamped at both ends. If the temperature of the rod is decreased by \( 60^{\circ} \mathrm{C} \), calculate the stress induced in the rod if (a) the ends are rigidly fixed; and (b) an allowance of \( 0,2 \mathrm{~mm} \) is made for the contraction of the rod. (Let \( \mathrm{E}=200 \mathrm{GPa} \) and \( \alpha=12 \times 10^{-6} /{ }^{\circ} \mathrm{C} \) )

Ask by Mejia Edwards. in South Africa
Mar 16,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

When the rod is rigidly fixed, the induced stress is 144 MPa. When an allowance of 0.2 mm is made for contraction, the induced stress is 104 MPa.

Solución

¡Inicia sesión para desbloquear respuestas gratis!

Una plataforma de aprendizaje en la que confían millones de estudiantes y profesores reales.

star-icon Descubrir

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

Extra Insights

To solve this problem, we need to calculate the thermal stress induced in the steel rod based on the change in temperature and the constraints provided. ### (a) Ends Rigidly Fixed When the ends are rigidly fixed, the rod cannot contract and thus experiences thermal stress due to the temperature decrease. 1. **Calculate the change in length due to temperature:** \[ \Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T = 1 \, \text{m} \cdot (12 \times 10^{-6} \, \text{°C}^{-1}) \cdot (-60 \, \text{°C}) = -0.00072 \, \text{m} = -0.72 \, \text{mm} \] 2. **Calculate the induced stress (\(\sigma\)):** The induced stress is given by \[ \sigma = E \cdot \frac{\Delta L}{L_0} = 200 \, \text{GPa} \cdot \frac{-0.00072 \, \text{m}}{1 \, \text{m}} = -144 \, \text{MPa} \] Therefore, the stress induced in the rod is **144 MPa (tensile)**. ### (b) Allowance of 0.2 mm for Contraction When an allowance of 0.2 mm is made for contraction, the rod can "stretch" slightly. 1. **Calculate the effective contraction:** \[ \text{Effective contraction} = \Delta L + \text{Allowance} = -0.72 \, \text{mm} + 0.2 \, \text{mm} = -0.52 \, \text{mm} \] 2. **Calculate the induced stress under allowance:** \[ \sigma = E \cdot \frac{\Delta L_{\text{effective}}}{L_0} = 200 \, \text{GPa} \cdot \frac{-0.00052 \, \text{m}}{1 \, \text{m}} = -104 \, \text{MPa} \] Therefore, the induced stress in this case is **104 MPa (tensile)**. In summary: - With rigid ends: 144 MPa tensile stress. - With allowance for contraction: 104 MPa tensile stress.

preguntas relacionadas

Latest Engineering Questions

Ho va tén: Só báo danh: Mă â̂́ PHAN TRAC NGHIEM LUA CHON ( 4 diem): Thí sinh trá lớ tư câu I dén câu 20. Mồ câu hoi thi sinh chi chẹn mọt phurong an. Câu 1. Hẹ thông truyên động nào thường đươe sừ dụng khi cần truyền công suât giữa các cum may có khoang cách xa nhau và có thé dièu chinh vi tri khi vận hành? A. Truyèn đọng diện. B. Truyền động bánh răng. C. Truyèn đọng các đăng. D. Truyền động đai. Câu 2. Công việe bảo dường, sừa chữa máy, thiết bi cơ khi động lựe thường durợe thựe hị̂̀n ơ đâu? A. Các phân xuởng, nhà máy sàn xuât. B. Câc trạn hoăce phân xường babo dưỡng. C. Các dây chuyên lắp ráp cùa nhà máy sản xuât. D. Phòng thiết kê cưa các viện nghiên cư̛u, nhà máy sàn xuất. Câu 3. Trong hệ thống truyền động, bộ phận nào có chức năng thay đổi tỷ số truyền để điều chinh tốc độ và mô-men xoăn của xe? A. Họp số. B. Ly hơp. C. Hę thống nhiên liệu. D. Truyền động cuối. Câu 4. Máy phát điện đượe sừ dụng rộng rãi để cung cấp điện trong nhiều lĩnh vựe như dân dụng, công nghiệp và nông nghiệp. Hãy cho biết máy phát diện thường sử dụng nguồn đọng lựe nào? A. Bọng co hoi nước. B. Bộng cơ thủy lưrc. C. Đồng cơ phản lurc. D. Bộng cơ đốt trong. Câu 5. Truyền động đai thường đượe sử dụng trong trường hợp nào dưới đây? A. Khi không cần bộ phận căng đai đề đảm bảo lực căng thích hợp. B. Khi cần truyền động êm, khoảng cách trục gần, công suất nhỏ và trung bình. C. Khi cần truyền động êm, khoảng cách trục xa, công suất nhỏ và trung bình. D. Khi cần truyền chuyển động với tỉ số truyền chính xác cao. Câu 6. Một ky thuật viên cần sửa chữa hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel nhưng lại nhầm lần với động cơ xăng. Nếu bạn là người hướng dẫn, bạn sẽ giải thích cho kỹ thuật viên rằng hê thống nào dưới đây là đặc trưng chỉ có ở động cơ xăng? A. Hệ thông đánh lửa. B. Hệ thống khởi động. C. Hệ thống nhiên liệu. D. Hệ thống làm mát. Câu 7. Tại sao động cơ được gọi là động cơ đốt trong 4 kỳ? A. Một chu trình công tác diền ra với 4 lần sinh công. B. Một chu trình công tác diễn ra trong 4 hành trình của pittông.
Ingeniería Vietnam Mar 18, 2025
¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad