Τι είναι η θερμική καταπόνηση;

Θερμική τάση αναπτύσσεται όταν ένα υλικό θερμαίνεται ή ψύχεται αλλά δεν μπορεί να διασταλεί ή να συσταλεί ελεύθερα. Για ένα πλήρως περιορισμένο μέλος: σ = E × α × ΔT, όπου E είναι το μέτρο ελαστικότητας, α είναι ο συντελεστής θερμικής διαστολής (CTE) και ΔT είναι η μεταβολή της θερμοκρασίας.

Ποιος είναι ο συντελεστής θερμικής διαστολής (CTE);

Ο συντελεστής διαστολής θερμοκρασίας (α) μετρά πόσο διαστέλλεται ένα υλικό ανά βαθμό μεταβολής της θερμοκρασίας. Χάλυβας: ~12×10⁻⁶/°C, Αλουμίνιο: ~23×10⁻⁶/°C, Χαλκός: ~17×10⁻⁶/°C, Ανοξείδωτος χάλυβας: ~17×10⁻⁶/°C.

Πότε εμφανίζεται η θερμική καταπόνηση;

Η θερμική καταπόνηση εμφανίζεται όταν η διαστολή περιορίζεται: σωλήνες στερεωμένοι και στα δύο άκρα, ράγες συγκολλημένες συνεχώς, ανόμοια υλικά συγκολλημένα μεταξύ τους, παχιά τμήματα με διαβαθμίσεις θερμοκρασίας ή οποιαδήποτε δομή που περιορίζεται από την ελεύθερη κίνηση.

Πώς μπορεί να μειωθεί η θερμική καταπόνηση;

Χρησιμοποιήστε συνδέσμους διαστολής ή βρόχους στις σωληνώσεις, επιτρέψτε συρόμενα στηρίγματα, επιλέξτε υλικά με χαμηλότερο συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE), μειώστε το ΔT με μόνωση ή χρησιμοποιήστε εύκαμπτες συνδέσεις. Σε διμεταλλικά συστήματα, αντιστοιχίστε τις τιμές CTE όσο το δυνατόν πιο πιστά.

Είναι η θερμική καταπόνηση πάντα συμπιεστική κατά τη θέρμανση;

Ναι, για ένα πλήρως περιορισμένο μέλος που θερμαίνεται ομοιόμορφα. Το υλικό προσπαθεί να διασταλεί αλλά δεν μπορεί, επομένως αναπτύσσεται εσωτερική θλιπτική τάση. Η ψύξη προκαλεί εφελκυστική τάση. Το πρόσημο εξαρτάται από το αν η διαστολή ή η συστολή περιορίζεται.

Δωρεάν εργαλείο μηχανικής

Υπολογιστής θερμικής καταπόνησης

Υπολογίστε τη θερμική τάση σ = E × α × ΔT για ένα πλήρως περιορισμένο μέλος που υπόκειται σε μεταβολή θερμοκρασίας.

σ = E·α·ΔTΠεριορισμένο Μέλος#169

Προεπιλογή υλικού

Μέτρο ελαστικότητας E (Μέσος όρος βαθμολογίας)

Συντελεστής Θερμοκρασίας α (×10⁻⁶ /°C)

Αλλαγή θερμοκρασίας ΔT (°C)

Γρήγορες προεπιλογές

Αποτελέσματα

Θερμική τάση σ

—

Θερμική παραμόρφωση ε

—

Τύπος τάσης

—

Θερμική τάση σε περιορισμένα μέλη

Κοινές τιμές CTE

Υλικό	Ε (GPa)	α (×10⁻⁶/°C)
Χάλυβας άνθρακα	200	12
Ανοξείδωτο ατσάλι 304	193	17.3
Αλουμίνιο 6061	69	23.6
Χαλκός	117	16.6
Τιτάνιο	114	8.6
Ορείχαλκος	100	19

Υπολογιστής Θερμικής Τάσης | σ = E·α·ΔT | Δωρεάν Ηλεκτρονικό Εργαλείο

Δημοσιεύθηκε από Nikolai Shelkovenko σε 15 Φεβρουαρίου, 2026 15 Φεβρουαρίου, 2026

Αποτελέσματα

Θερμική τάση σε περιορισμένα μέλη

Κοινές τιμές CTE