热应力计算器

关于此计算器

当结构构件被加热或冷却，却完全受到约束——无法自由伸长或收缩——时，被阻止的尺寸变化就会转化为内应力。本计算器应用标准工程公式 σ = E · α · ΔT，其中 E 是材料的杨氏模量（刚度），α 是其热膨胀系数，ΔT 是温度变化；当 E 以 GPa、α 以 ppm/°C、ΔT 以 °C 为单位时，应力以 MPa 给出（按这些单位，乘积 E · α · ΔT 以 kPa 为单位，所以要除以 1,000 才得到 MPa）。符号取决于 ΔT：加热（ΔT 为正）得到正值，表示压应力；冷却得到负值，表示拉应力。

对于任何两端被刚性固定的东西，这都是一项关键的计算：焊接在锚固点之间的管道、连续焊接的钢轨、与桥台刚性连接的桥梁主梁，以及因膨胀率不匹配而在接缝处产生应力的多材料组件。工程师用它来确定伸缩缝的尺寸、选择材料，并验证受约束的构件在预期的温度变化下不会屈服或屈曲。