Kas ir termiskais spriegums?

Termiskā spriedze rodas, kad materiāls tiek karsēts vai atdzesēts, bet nevar brīvi izplesties vai sarauties. Pilnībā nostiprinātam elementam: σ = E × α × ΔT, kur E ir elastības modulis, α ir termiskās izplešanās koeficients (CTE) un ΔT ir temperatūras izmaiņas.

Kāds ir termiskās izplešanās koeficients (CTE)?

CTE (α) mēra, cik daudz materiāls izplešas uz katru temperatūras izmaiņas grādu. Tērauds: ~12×10⁻⁶/°C, alumīnijs: ~23×10⁻⁶/°C, varš: ~17×10⁻⁶/°C, nerūsējošais tērauds: ~17×10⁻⁶/°C.

Kad rodas termiskais spriegums?

Termiskā spriedze rodas, ja izplešanās ir ierobežota: caurules, kas nostiprinātas abos galos, sliedes, kas nepārtraukti metinātas, dažādi materiāli, kas savienoti kopā, biezas sekcijas ar temperatūras gradientiem vai jebkura konstrukcija, kuras brīva kustība ir ierobežota.

Kā var samazināt termisko spriegumu?

Cauruļvados izmantojiet izplešanās savienojumus vai cilpas, ļaujiet izmantot slīdošus balstus, izvēlieties materiālus ar zemāku CTE, samaziniet ΔT ar izolāciju vai izmantojiet elastīgus savienojumus. Bimetāla sistēmās pēc iespējas precīzāk saskaņojiet CTE vērtības.

Vai karsējot vienmēr rodas termiskais spriegums, kas rada spiedes efektu?

Jā, pilnībā nostiprinātam elementam, kas tiek vienmērīgi uzkarsēts. Materiāls cenšas izplesties, bet nevar, tāpēc rodas iekšējais spiedes spriegums. Atdzesēšana rada stiepes spriegumu. Zīme ir atkarīga no tā, vai tiek ierobežota izplešanās vai saraušanās.

Bezmaksas inženiertehniskais rīks

Termiskās slodzes kalkulators

Aprēķiniet termisko spriegumu σ = E × α × ΔT pilnībā nostiprinātam elementam, kas pakļauts temperatūras izmaiņām.

σ = E·α·ΔTIerobežots loceklis#169

Materiāla iepriekšiestatījums

Elastības modulis E (GPa)

CTE α (×10⁻⁶ /°C)

Temperatūras izmaiņas ΔT (°C)

Ātrie iestatījumi

Rezultāti

Termiskā spriedze σ

—

Termiskā deformācija ε

—

Stresa veids

—

Termiskā spriedze ierobežotos elementos

Bieži sastopamās CTE vērtības

Materiāls	E (GPa)	α (×10⁻⁶/°C)
Oglekļa tērauds	200	12
Nerūsējošais tērauds 304	193	17.3
Alumīnijs 6061	69	23.6
Varš	117	16.6
Titāns	114	8.6
Misiņš	100	19

Termiskās slodzes kalkulators | σ = E·α·ΔT | Bezmaksas tiešsaistes rīks

Publicēts Nikolajs Šelkovenko uz 2026. gada 15. februārī 2026. gada 15. februārī

Rezultāti

Termiskā spriedze ierobežotos elementos

Bieži sastopamās CTE vērtības