熱応力計算機

この計算ツールについて

構造部材を加熱または冷却しても、完全に拘束されていて自由に膨張・収縮できない場合、妨げられた寸法の変化が、代わりに内部応力に変わります。この計算機は、標準的な工学の式σ = E · α · ΔTを適用します。Eは材料のヤング率（剛性）、αは熱膨張係数、ΔTは温度変化です。EをGPa、αをppm/°C、ΔTを°Cで表すと、応力はMPaで得られます（これらの単位でのE · α · ΔTの積はkPaになるので、1,000で割ってMPaにします）。符号はΔTに従います。加熱（ΔTが正）では正の値になり、これは圧縮応力です。冷却では負の値になり、これは引張応力です。

これは、両端を剛に固定されたものすべてにとって重要な計算です。アンカー間に溶接された配管、連続溶接されたレール、橋台に結合された橋桁、膨張率の不一致が接合部に応力を生む複数素材の組立品などが当てはまります。エンジニアはこれを使って、伸縮継手の寸法を決め、材料を選び、拘束された部材が想定される温度変動のもとで降伏や座屈をしないことを確認します。