Question 1

Ce este stresul termic?

Accepted Answer

Tensiunea termică se dezvoltă atunci când un material este încălzit sau răcit, dar nu se poate dilata sau contracta liber. Pentru un element complet constrâns: σ = E × α × ΔT, unde E este modulul de elasticitate, α este coeficientul de dilatare termică (CTE), iar ΔT este variația de temperatură.

Question 2

Care este coeficientul de dilatare termică (CTE)?

Accepted Answer

CTE (α) măsoară cât de mult se dilată un material per grad de schimbare de temperatură. Oțel: ~12×10⁻⁶/°C, Aluminiu: ~23×10⁻⁶/°C, Cupru: ~17×10⁻⁶/°C, Oțel inoxidabil: ~17×10⁻⁶/°C.

Question 3

Când apare stresul termic?

Accepted Answer

Tensiunea termică apare atunci când dilatarea este constrânsă: țevi fixate la ambele capete, șine sudate continuu, materiale diferite lipite între ele, secțiuni groase cu gradienți de temperatură sau orice structură căreia i se împiedică mișcarea liberă.

Question 4

Cum poate fi redus stresul termic?

Accepted Answer

Folosiți rosturi de dilatare sau bucle în conducte, permiteți suporturi glisante, alegeți materiale cu coeficient termic de expansiune (CTE) mai mic, reduceți ΔT cu izolație sau utilizați conexiuni flexibile. În sistemele bimetalice, valorile CTE trebuie să fie cât mai apropiate posibil.

Question 5

Este tensiunea termică întotdeauna compresivă la încălzire?

Accepted Answer

Da, pentru un element complet constrâns și încălzit uniform. Materialul încearcă să se extindă, dar nu poate, așadar se dezvoltă o tensiune internă de compresiune. Răcirea provoacă tensiune de tracțiune. Semnul depinde de dacă este constrânsă expansiunea sau contracția.

Material	E (GPa)	α (×10-⁶/°C)
Oțel carbon	200	12
Oțel inoxidabil 304	193	17.3
Aluminiu 6061	69	23.6
Cupru	117	16.6
Titan	114	8.6
Alamă	100	19

Calculator de stres termic

Rezultate

Stres termic în elementele constrânse

Valori CTE comune