Što je toplinski stres?

Toplinsko naprezanje nastaje kada se materijal zagrijava ili hladi, ali se ne može slobodno širiti ili skupljati. Za potpuno ograničeni element: σ = E × α × ΔT, gdje je E modul elastičnosti, α je koeficijent toplinskog širenja (CTE), a ΔT je promjena temperature.

Što je koeficijent toplinskog širenja (CTE)?

CTE (α) mjeri koliko se materijal širi po stupnju promjene temperature. Čelik: ~12×10⁻⁶/°C, Aluminij: ~23×10⁻⁶/°C, Bakar: ~17×10⁻⁶/°C, Nehrđajući čelik: ~17×10⁻⁶/°C.

Kada se javlja toplinski stres?

Toplinsko naprezanje nastaje kada je širenje ograničeno: cijevi učvršćene na oba kraja, tračnice zavarene kontinuirano, različiti materijali spojeni zajedno, debeli profili s temperaturnim gradijentima ili bilo koja struktura kojoj je ograničeno slobodno kretanje.

Kako se može smanjiti toplinski stres?

Koristite dilatacijske spojeve ili petlje u cjevovodima, omogućite klizne nosače, odaberite materijale s nižim CTE faktorom, smanjite ΔT izolacijom ili koristite fleksibilne spojeve. U bimetalnim sustavima, što je moguće više uskladite CTE vrijednosti.

Je li toplinsko naprezanje uvijek tlačno pri zagrijavanju?

Da, za potpuno ograničeni element koji se jednoliko zagrijava. Materijal se pokušava proširiti, ali ne može, pa se razvija unutarnje tlačno naprezanje. Hlađenje uzrokuje vlačno naprezanje. Predznak ovisi o tome je li ograničeno širenje ili skupljanje.

Besplatni inženjerski alat

Kalkulator toplinskog naprezanja

Izračunajte toplinsko naprezanje σ = E × α × ΔT za potpuno ukočen element izložen promjeni temperature.

σ = E·α·ΔTOgraničeni član#169

Unaprijed postavljeni materijal

Modul elastičnosti E (GPa)

KTE α (×10⁻⁶ /°C)

Promjena temperature ΔT (°C)

Brze postavke

Results

Toplinski stres σ

—

Toplinsko naprezanje ε

—

Vrsta stresa

—

Toplinsko naprezanje u ograničenim elementima

Uobičajene CTE vrijednosti

Materijal	E (GPa)	α (×10⁻⁶/°C)
Ugljični čelik	200	12
Nehrđajući čelik 304	193	17.3
Aluminij 6061	69	23.6
Bakar	117	16.6
Titan	114	8.6
Mesing	100	19

Kalkulator toplinskog naprezanja | σ = E·α·ΔT | Besplatni online alat

Objavio/la Nikolaj Šelkovenko na 15. veljače 2026. 15. veljače 2026.

Results

Toplinsko naprezanje u ograničenim elementima

Uobičajene CTE vrijednosti