What is thermal stress?

Thermal stress develops when a material is heated or cooled but cannot freely expand or contract. For a fully constrained member: σ = E × α × ΔT, where E is elastic modulus, α is the coefficient of thermal expansion (CTE), and ΔT is the temperature change.

What is the coefficient of thermal expansion (CTE)?

CTE (α) measures how much a material expands per degree of temperature change. Steel: ~12×10⁻⁶/°C, Aluminum: ~23×10⁻⁶/°C, Copper: ~17×10⁻⁶/°C, Stainless steel: ~17×10⁻⁶/°C.

When does thermal stress occur?

Thermal stress occurs when expansion is constrained: pipes fixed at both ends, rails welded continuously, dissimilar materials bonded together, thick sections with temperature gradients, or any structure restrained from free movement.

How can thermal stress be reduced?

Use expansion joints or loops in piping, allow sliding supports, choose materials with lower CTE, reduce ΔT with insulation, or use flexible connections. In bimetallic systems, match CTE values as closely as possible.

Is thermal stress always compressive when heating?

Yes, for a fully constrained member heated uniformly. The material tries to expand but cannot, so internal compressive stress develops. Cooling causes tensile stress. The sign depends on whether expansion or contraction is restrained.

ਮੁਫ਼ਤ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਟੂਲ

ਥਰਮਲ ਤਣਾਅ ਕੈਲਕੁਲੇਟਰ

ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸੀਮਤ (constrained) ਮੈਂਬਰ ਲਈ ਤਾਪਮਾਨ ਬਦਲਾਅ ਕਾਰਨ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਥਰਮਲ ਤਣਾਅ σ = E × α × ΔT ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ।

σ = E·α·ΔTਸੀਮਤ ਮੈਂਬਰ (Constrained Member)#169

ਮਟੀਰੀਅਲ ਪ੍ਰੀਸੈੱਟ

ਈਲਾਸਟਿਕ ਮਾਡਿਊਲਸ E (GPa)

CTE α (×10⁻⁶ /°C)

ਤਾਪਮਾਨ ਤਬਦੀਲੀ ΔT (°C)

ਤੁਰੰਤ ਪ੍ਰੀਸੈੱਟ

ਨਤੀਜੇ

ਥਰਮਲ ਤਣਾਅ σ

—

ਥਰਮਲ ਸਟ੍ਰੇਨ ε

—

ਤਣਾਅ ਦੀ ਕਿਸਮ

—

ਸੀਮਤ ਮੈਂਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਥਰਮਲ ਤਣਾਅ

ਆਮ CTE ਮੁੱਲ

ਸਮੱਗਰੀ	E (GPa)	α (×10⁻⁶/°C)
ਕਾਰਬਨ ਸਟੀਲ	200	12
ਸਟੇਨਲੈੱਸ ਸਟੀਲ 304	193	17.3
ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ 6061	69	23.6
ਤਾਂਬਾ	117	16.6
ਟਾਈਟੇਨੀਅਮ	114	8.6
ਪਿੱਤਲ	100	19

Thermal Stress Calculator | σ = E·α·ΔT | Free Online Tool

Published by Nikolai Shelkovenko on ਫਰਵਰੀ 15, 2026 ਫਰਵਰੀ 15, 2026

ਨਤੀਜੇ

ਸੀਮਤ ਮੈਂਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਥਰਮਲ ਤਣਾਅ

ਆਮ CTE ਮੁੱਲ

Shop

ਸਪੋਰਟ

ਸੰਪਰਕ ਕਰੋ