Kalkulačka tepelného napätia

O tejto kalkulačke

Keď sa konštrukčný prvok ohrieva alebo ochladzuje, ale je úplne votknutý — nemôže sa voľne rozťahovať ani zmršťovať — zabránená zmena rozmerov sa premení na vnútorné napätie. Táto kalkulačka uplatňuje štandardný inžiniersky vzorec σ = E · α · ΔT, kde E je Youngov modul materiálu (tuhosť), α je jeho koeficient tepelnej rozťažnosti a ΔT je zmena teploty; pri E v GPa, α v ppm/°C a ΔT v °C vychádza napätie v MPa (súčin E · α · ΔT s týmito jednotkami je v kPa, a preto sa delí 1 000, aby sa získali MPa). Znamienko sleduje ΔT: ohrev (kladné ΔT) dáva kladnú hodnotu, ktorou je tlakové napätie, a ochladzovanie dáva zápornú hodnotu, ktorou je ťahové napätie.

Je to kľúčový výpočet pre všetko, čo je pevne upevnené na oboch koncoch: potrubia zvarené medzi kotvami, bezstykové koľajnice, mostné nosníky spojené s oporami a zostavy z viacerých materiálov, kde nezhodné rozťažnosti vytvárajú napätie v spoji. Inžinieri ju používajú na dimenzovanie dilatačných škár, výber materiálov a overenie, že votknutá súčasť nepovolí ani nevybočí pri očakávanom teplotnom rozkmite.