Isıl Gerilme Hesaplama

Nasıl hesaplanır?

İki ucundan rijit biçimde tutulmuş bir çubukta engellenen genleşme gerilmeye dönüşür. Araç şu bağıntıyı kullanır:

σ = E × α × ΔT × 10−3

Burada E GPa cinsinden Young modülü, α ppm/°C (yani °C başına µm/m) cinsinden ısıl genleşme katsayısı, ΔT °C cinsinden sıcaklık değişimi, σ ise MPa cinsinden gerilmedir. 10⁻³ çarpanı yalnızca GPa × ppm değerini MPa'ya çevirir. Çıktı ΔT'nin işaretini korur: sıcaklık artışı pozitif, düşüşü negatif sayı verir. Fiziksel olarak tutulu bir elemandaki ısınma basınç gerilmesi doğurur; bu yüzden işareti yön göstergesi sayın, büyüklüğü gerilme miktarı olarak okuyun. Modül sıfırdan büyük, α negatif olmamalıdır; aksi halde sonuç çıkmaz.

Sık yapılan hatalar

• Young modülünü GPa yerine MPa ya da Pa girmek. Çelik yaklaşık 200 GPa'dır; 200000 yazarsanız hiçbir çeliğin taşıyamayacağı 120.000 MPa çıkar.
• α değerini 12 ppm yerine 0.000012 olarak girmek. Araç değeri ppm/°C bekler; küçük ondalık biçimi sonucu bir milyon kat küçük verir.
• Sıcaklık değişimi yerine son sıcaklığı yazmak. ΔT, elemanın monte edildiği sıcaklığa göre farktır, mutlak sıcaklık değil.
• Elemanı tam tutulu sanmak. Formül iki ucu rijit ankrajlı durumun üst sınırıdır; mesnetlerdeki esneme ya da bir genleşme derzi gerçek gerilmeyi düşürür.
• İşareti yok saymak. Bu araçta pozitif çıktı ısınma demektir; rijit bir elemanda ısınma basınç doğurur ve basınç, narin bir elemanın burkulmasına yol açabilir.