התפשטות לינארית חופשית הניתנת למעקב

מחשבון התפשטות תרמית לינארית

חשב שינוי אורך חופשי חד-ממדי באמצעות מקדם התפשטות תרמית לינארי ממוצע שסופק עבור מצב החומר המדויק וטווח הטמפרטורה. המחשבון לא ממציא מקדם חומר או מבצע ניתוח מתח לפי קוד צינור

CTE ממוצע ממקור המשתמשנתיבי יחידות מדויקיםאין הגדרות חומרים

גבול תקף. זהו חישוב חופשי וחד-ממדי של שינוי אורך. הוא אינו מחשב מאמץ מרוסן, תגובות תמיכה, השפעות לחץ, מפרקי התפשטות, גיאומטריית לולאת צנרת, קריסה (buckling), זחילה (creep), פלסטיות, אניזוטרופיה או עמידה בתקנים.

קלט

אורך חופשי מקורי L₀ *

חייב להיות חיובי.

יחידת אורך *

CTE לינארי ממוצע ᾱ *

µm/(m·K), שווה מספרית ל-10⁻⁶/K. ערכים מכוונים מותרים רק כאשר הם מתומכנים על ידי המקור.

קנה מידה טמפרטורה *

שני הקצוות חייבים להשתמש באותה קנה מידה.

טמפרטורה התחלתית T₁ *

טמפרטורה סופית T₂ *

מקור ה-CTE ומצב החומר *

המחשבון לא מאחסן דבר; הטקסט הזה מועתק רק לתיקיית התוצאות.

אני אישרתי ש-ᾱ הוא CTE לינארי ממוצע החל על כיוון/מצב החומר המדויק הזה ועל מלוא טווח T₁–T₂, ושהאבר חופשי להשתנות באורך.

שינוי אורך חופשי מחושב

שינוי טמפרטורה—

נפיחות תרמית—

שינוי אורך—

אורך חופשי סופי—

חשבון אריתמטי בלבד: החל את אי-הוודאות של L₀, שתי הטמפרטורות ו-CTE הממוצע שסופק. ΔL שלילי משמעו התכווצות לאורך הכיוון המצוין.

הגדרה, נוסחה וטיפול ביחידות

CTE לינארי ממוצע לאורך T₁→T₂: ᾱ = ΔL / (L₀ · ΔT)
לכן: ΔL = L₀ · (ᾱ × 10⁻⁶ K⁻¹) · ΔT
אורך חופשי סופי: L₂ = L₀ + ΔL

המשוואה היא הגדרה מחדש של ממוצע מקדם לאורך הטווח המצוין. זו אינה נוסחת תכן צנרת של ISO. עבור נקודות קצה בצלזיוס, ΔT בקלווין שווה ל-T₂−T₁. עבור נקודות קצה בפרנהייט, ΔT בקלווין שווה ל-(T₂−T₁)×5/9. האינץ' הבינלאומי שווה בדיוק ל-25.4 mm.

הוכחה נדרשת

חומר ומצב מדויקים.
כיוון אם יש איזוטרופיה.
מקור ה-CTE הממוצע והטווח.

נדחה

טמפרטורות מתחת לטמפרטורת האפס המוחלט.
אורך מקורי אפסי או שלילי.
מעריך, קבוצת או סיומת יחידות.
תוצאה עם אורך סופי לא חיובי.

לא מחושב

מאמץ, כוח או מרווח כניעה.
התפשטות נפחית/של נוזל.
לולאות צנרת או מפרקי התפשטות.
כל החלטה של קבלה לפי תקן.

מדוע אין טבלה כללית של חומרים. NIST מזהיר כי תווית ספר ידועים כמו 'פלדה' עשוי לא לזהות את האלוי האמיתי ושהערכים המתייחסים הם ממוצעים לאורך טווח טמפרטורה מוגדר. נתונים של NIST על נחושת גם מראים שה-CTE משתנה משמעותית עם הטמפרטורה. יש להשתמש ביצרן מוחלט, תקן חומר או מקור מדוד לתנאי האמיתי.

מקורות ראשוניים וגבולות תקנים

ASTM E228-22, שיטת מבחן סטנדרטית לרחיבת חום ליניארית של חומרים מוצקים באמצעות דילATOMETER עם מוט דחיפה — פעיל. ASTM קובע שקביעה מדויקת של ההתפשטות דורשת דילטומטר מכויל ומדידות מדויקות של אורך וטמפרטורה. מחשבון זה אינו מיישם את שיטת הבדיקה הזו.
ISO 11359-2:2021, פלסטיק — ניתוח תרמו-מכני — חלק 2 — גרסה 2, פורסמה, שלב 90.60 לאחר ביקורת מערכית. התחום הציבורי שלה הוא שיטת TMA לפלסטיק במצב מוצק; היא אינה טבלה כללית של תכונות חומרים.
NIST Engineering Metrology Toolbox FAQ — מסביר מדוע יש צורך במקור חומר או יצרן אמיתי ובטווח הטמפרטורה שלהם במקום מקדם ספר ידועים לא מזוהה.
NIST/SEMATECH e-Handbook, מחקר מקרי על רחיבת חום של נחושת — מספק מקדמים מדודים של CTE כפונקציה של הטמפרטורה, מראה כי מקדם יחיד אינו כללי בדרך כלל.
BIPM SI Brochure, 9th edition, version 4.01 (2026), עמוד 129 — מפריד בין ערכים של טמפרטורה לבין הבדלים של טמפרטורה ומגדיר את היחס בין קלווין ומעלות צלזיוס.
NIST SP 811, Appendix B.8 — גורמיuyển đổi מדויקים של טווח טמפרטורה וإنش"ץ הבינלאומי.

מִיוּן: חשבון הנדסי כללי ממקדם ממוצע מוחלט של המשתמש. זה אינו בדיקת התאמה, בסיס נתונים של חומרים, ניתוח מתח או מימוש של ASTM E228 או ISO 11359-2.