Kas yra terminis įtempis?

Terminis įtempis atsiranda, kai medžiaga kaitinama arba vėsinama, bet negali laisvai plėstis ar trauktis. Visiškai suvaržytam elementui: σ = E × α × ΔT, kur E yra tamprumo modulis, α yra šiluminio plėtimosi koeficientas (CTE), o ΔT yra temperatūros pokytis.

Koks yra šiluminio plėtimosi koeficientas (CTE)?

CTE (α) matuoja, kiek medžiaga plečiasi keičiantis temperatūrai laipsniu. Plienas: ~12×10⁻⁶/°C, aliuminis: ~23×10⁻⁶/°C, varis: ~17×10⁻⁶/°C, nerūdijantis plienas: ~17×10⁻⁶/°C.

Kada atsiranda terminis įtempis?

Terminis įtempis atsiranda, kai plėtimasis yra ribotas: vamzdžiai pritvirtinti abiejuose galuose, nuolat suvirinti bėgiai, sujungtos skirtingos medžiagos, storos sekcijos su temperatūros gradientais arba bet kokia konstrukcija, kuriai ribojamas laisvas judėjimas.

Kaip galima sumažinti terminį įtempį?

Vamzdynuose naudokite išsiplėtimo jungtis arba kilpas, numatykite slankiojančias atramas, rinkitės medžiagas su mažesniu CTE, sumažinkite ΔT naudodami izoliaciją arba naudokite lanksčias jungtis. Bimetalinėse sistemose CTE vertes suderinkite kuo tiksliau.

Ar kaitinant visada atsiranda terminis gniuždymo įtempis?

Taip, visiškai suvaržytam elementui, kaitinamas tolygiai. Medžiaga bando plėstis, bet negali, todėl atsiranda vidinis gniuždymo įtempis. Aušinimas sukelia tempimo įtempį. Ženklas priklauso nuo to, ar sulaikomas plėtimasis, ar susitraukimas.

Nemokamas inžinerijos įrankis

Terminio įtempio skaičiuoklė

Apskaičiuokite pilnai suvaržyto elemento, veikiamo temperatūros pokyčio, terminį įtempį σ = E × α × ΔT.

σ = E·α·ΔTApribotas narys#169

Iš anksto nustatytas medžiagos dydis

Tamprumo modulis E (GPa)

CTE α (×10⁻⁶ /°C)

Temperatūros pokytis ΔT (°C)

Greitieji išankstiniai nustatymai

Rezultatai

Terminis įtempis σ

—

Terminė deformacija ε

—

Streso tipas

—

Terminis įtempis suvaržytuose nariuose

Bendrosios CTE vertės

Medžiaga	E (GPa)	α (×10⁻⁶/°C)
Anglinis plienas	200	12
Nerūdijantis plienas 304	193	17.3
Aliuminis 6061	69	23.6
Varis	117	16.6
Titanas	114	8.6
Žalvaris	100	19

Terminio įtempio skaičiuoklė | σ = E·α·ΔT | Nemokamas internetinis įrankis

Išleido Nikolajus Šelkovenko ant 2026 m. vasario 15 d. 2026 m. vasario 15 d.

Rezultatai

Terminis įtempis suvaržytuose nariuose

Bendrosios CTE vertės