Lämpöjännityksen laskuri

Tietoa tästä laskurista

Kun rakenneosaa lämmitetään tai jäähdytetään mutta se on täysin tuettu — kykenemätön laajenemaan tai supistumaan vapaasti — estetty mittamuutos muuttuu sisäiseksi jännitykseksi. Tämä laskuri soveltaa insinöörien vakiokaavaa σ = E · α · ΔT, jossa E on materiaalin kimmomoduuli (jäykkyys), α on sen lämpölaajenemiskerroin ja ΔT on lämpötilan muutos; kun E on gigapascaleina, α yksikössä ppm/°C ja ΔT asteina Celsius, jännitys saadaan megapascaleina (tulo E · α · ΔT on näillä yksiköillä kilopascaleina, joten se jaetaan luvulla 1 000, jolloin saadaan MPa). Etumerkki seuraa ΔT:tä: lämmitys (positiivinen ΔT) antaa positiivisen arvon, joka on puristusjännitystä, ja jäähdytys antaa negatiivisen arvon, joka on vetojännitystä.

Tämä on kriittinen laskelma kaikelle, mikä on jäykästi kiinnitetty molemmista päistä: ankkureiden väliin hitsatuille putkistoille, jatkuvasti hitsatulle kiskoraiteelle, maatukiin liitetyille siltapalkeille ja usean materiaalin kokoonpanoille, joissa epäsuhtaiset laajenemisnopeudet synnyttävät jännitystä liitoskohtaan. Insinöörit käyttävät sitä liikuntasaumojen mitoittamiseen, materiaalien valintaan ja varmistamiseen, ettei tuettu komponentti myötää tai nurjahda odotetun lämpötilanvaihtelunsa vaikutuksesta.