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इंजीनियरिंग यांत्रिकी कक्षाओं में, थर्मल तनाव का अध्ययन और विभिन्न सामग्रियों पर इसका प्रभाव महत्वपूर्ण है। ठंड और गर्मी कंक्रीट और स्टील जैसी सामग्रियों को प्रभावित कर सकती है। यदि तापमान अंतर होने पर कोई सामग्री अनुबंध या विस्तार करने में असमर्थ है, तो थर्मल तनाव हो सकता है और संरचनात्मक समस्याएं पैदा कर सकता है। कंक्रीट में जंग और दरारें जैसी समस्याओं की जांच करने के लिए, इंजीनियर विभिन्न सामग्रियों के थर्मल तनाव मूल्यों की गणना कर सकते हैं और स्थापित मापदंडों के साथ उनकी तुलना कर सकते हैं।
तनाव और यंग के मापांक के समीकरणों का उपयोग करके थर्मल तनाव के लिए सूत्र खोजें। ये समीकरण हैं:
समीकरण 1.) तनाव (ई) = ए * डी (टी)
समीकरण 2.) यंग का मापांक (E) = तनाव (S) / तनाव (e)
तनाव समीकरण में, शब्द "ए" किसी सामग्री के लिए थर्मल विस्तार के रैखिक गुणांक को संदर्भित करता है और डी (टी) तापमान अंतर है। यंग का मापांक वह अनुपात है जो तनाव से संबंधित है। (संदर्भ 3)
यंग के मापांक (ई) = एस / पाने के लिए चरण 1 में दिए गए दूसरे समीकरण में पहले समीकरण से स्ट्रेन (ई) के लिए मान को प्रतिस्थापित करें।
उस E * को खोजने के लिए चरण 2 में समीकरण के प्रत्येक पक्ष को गुणा करें। = एस, या थर्मल तनाव।
एल्यूमीनियम रॉड में थर्मल तनाव की गणना करने के लिए चरण 3 में समीकरण का उपयोग करें जो तापमान में परिवर्तन या 80 डिग्री फ़ारेनहाइट के डी (टी) से गुजरता है। (संदर्भ 4)
इंजीनियरिंग के मैकेनिक की किताबों, कुछ भौतिकी की किताबों या ऑनलाइन में आसानी से पाए जाने वाले टेबल से यंग के मापांक और एल्यूमीनियम के लिए थर्मल विस्तार गुणांक का पता लगाएं। ये मान हैं E = 10.0 x 10 ^ 6 psi और A = (12.3 x 10 ^ -6 इंच) / (इंच डिग्री फ़ारेनहाइट), (संसाधन 1 और संसाधन 2 देखें)। साई प्रति वर्ग इंच पाउंड के लिए खड़ा है, माप की एक इकाई।
D (T) = 80 डिग्री फ़ारेनहाइट, E = 10.0 x 10 ^ 6 psi और A = (12.3 x 10 ^ -6 इंच) / (इंच डिग्री फ़ारेनहाइट) के मानों को चरण 4 में दिए गए और चरण 5 में दिए गए समीकरण में देखें। चरण 3 में। आप पाते हैं कि थर्मल तनाव या एस = (10.0 x 10 ^ 6 साई)(12.3 x 10 ^ -6 इंच) / (इंच डिग्री फ़ारेनहाइट)(80 डिग्री फ़ारेनहाइट) = 9840 साई।