O que é estresse térmico?

A tensão térmica se desenvolve quando um material é aquecido ou resfriado, mas não pode se expandir ou contrair livremente. Para um elemento totalmente restringido: σ = E × α × ΔT, onde E é o módulo de elasticidade, α é o coeficiente de expansão térmica (CTE) e ΔT é a variação de temperatura.

Qual é o coeficiente de expansão térmica (CTE)?

O CTE (α) mede o quanto um material se expande por grau de variação de temperatura. Aço: ~12×10⁻⁶/°C, Alumínio: ~23×10⁻⁶/°C, Cobre: ~17×10⁻⁶/°C, Aço inoxidável: ~17×10⁻⁶/°C.

Quando ocorre o estresse térmico?

A tensão térmica ocorre quando a expansão é restringida: tubos fixados em ambas as extremidades, trilhos soldados continuamente, materiais diferentes unidos, seções espessas com gradientes de temperatura ou qualquer estrutura com movimento livre limitado.

Como reduzir o estresse térmico?

Utilize juntas de expansão ou curvas em tubulações, permita suportes deslizantes, escolha materiais com menor coeficiente de expansão térmica (CTE), reduza a variação de temperatura (ΔT) com isolamento ou utilize conexões flexíveis. Em sistemas bimetálicos, procure igualar os valores de CTE o máximo possível.

A tensão térmica é sempre compressiva durante o aquecimento?

Sim, para um elemento totalmente confinado e aquecido uniformemente. O material tenta expandir, mas não consegue, então desenvolve-se uma tensão de compressão interna. O resfriamento causa tensão de tração. O sinal depende de se a expansão ou a contração está sendo restringida.

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Calculadora de Estresse Térmico

Calcule a tensão térmica σ = E × α × ΔT para um elemento totalmente restringido sujeito a uma variação de temperatura.

σ = E · α · ΔTElemento restringido#169

Predefinição de material

Módulo de elasticidade E (GPa)

CTE α (×10⁻⁶ /°C)

Variação de temperatura ΔT (°C)

Predefinições rápidas

Resultados

Tensão térmica σ

—

Deformação térmica ε

—

Tipo de tensão

—

Tensão térmica em elementos restringidos

Valores comuns de CTE

Material	E (GPa)	α (×10⁻⁶/°C)
Aço carbono	200	12
Aço inoxidável 304	193	17.3
Alumínio 6061	69	23.6
Cobre	117	16.6
Titânio	114	8.6
Latão	100	19

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