Mikä on lämpöjännitys?

Lämpöjännitys syntyy, kun materiaalia lämmitetään tai jäähdytetään, mutta se ei voi vapaasti laajentua tai supistua. Täysin lujasti sidotulle osalle: σ = E × α × ΔT, jossa E on kimmokerroin, α on lämpölaajenemiskerroin (CTE) ja ΔT on lämpötilan muutos.

Mikä on lämpölaajenemiskerroin (CTE)?

CTE (α) mittaa, kuinka paljon materiaali laajenee lämpötilan muutosastetta kohden. Teräs: ~12×10⁻⁶/°C, alumiini: ~23×10⁻⁶/°C, kupari: ~17×10⁻⁶/°C, ruostumaton teräs: ~17×10⁻⁶/°C.

Milloin lämpöjännitys syntyy?

Lämpöjännitystä syntyy, kun laajeneminen on rajoitettua: putket on kiinnitetty molemmista päistä, kiskot on hitsattu jatkuvasti, erilaiset materiaalit on liimattu yhteen, paksut osat, joissa on lämpötilagradientteja, tai mikä tahansa rakenne, jonka vapaa liike on rajoitettu.

Miten lämpöjännitystä voidaan vähentää?

Käytä putkistoissa paisuntasaumoja tai silmukoita, salli liukuvat tuet, valitse materiaaleja, joilla on alhaisempi CTE, pienennä ΔT:tä eristämällä tai käytä joustavia liitoksia. Bimetallijärjestelmissä sovita CTE-arvot mahdollisimman tarkasti.

Onko lämpöjännitys aina puristava kuumennettaessa?

Kyllä, täysin rajoitetulle osalle, jota lämmitetään tasaisesti. Materiaali yrittää laajentua, mutta ei pysty, joten syntyy sisäistä puristusjännitystä. Jäähtyminen aiheuttaa vetojännitystä. Etumerkki riippuu siitä, rajoitetaanko laajenemista vai supistumista.

Ilmainen suunnittelutyökalu

Lämpöjännityslaskuri

Laske lämpöjännitys σ = E × α × ΔT täysin sidotulle rakenneosalle, joka altistuu lämpötilan muutokselle.

σ = E·α·ΔTRajoitettu jäsen#169

Materiaalin esiasetus

Kimmomoduuli E (keskiarvo)

CTE α (×10⁻⁶ /°C)

Lämpötilan muutos ΔT (°C)

Pikaesiasetukset

Tulokset

Lämpöjännitys σ

—

Lämpöjännitys ε

—

Stressityyppi

—

Lämpöjännitys rajoitetuissa jäsenissä

Yleiset CTE-arvot

Materiaali	E (GPa)	α (×10⁻⁶/°C)
hiiliteräs	200	12
Ruostumaton teräs 304	193	17.3
Alumiini 6061	69	23.6
Kupari	117	16.6
Titaani	114	8.6
Messinki	100	19

Lämpöjännityksen laskuri | σ = E·α·ΔT | Ilmainen verkkotyökalu

Julkaisija Nikolai Shelkovenko päällä 15. helmikuuta 2026 15. helmikuuta 2026

Tulokset

Lämpöjännitys rajoitetuissa jäsenissä

Yleiset CTE-arvot