Шта је термички стрес?

Термички напон се развија када се материјал загрева или хлади, али не може слободно да се шири или скупља. За потпуно ограничени елемент: σ = E × α × ΔT, где је E модул еластичности, α је коефицијент термичког ширења (CTE), а ΔT је промена температуре.

Колики је коефицијент термичког ширења (CTE)?

КТР (α) мери колико се материјал шири по степену промене температуре. Челик: ~12×10⁻⁶/°C, Алуминијум: ~23×10⁻⁶/°C, Бакар: ~17×10⁻⁶/°C, Нерђајући челик: ~17×10⁻⁶/°C.

Када се јавља термички стрес?

Термички стрес се јавља када је ширење ограничено: цеви фиксиране на оба краја, шине заварене континуирано, различити материјали спојени заједно, дебели делови са температурним градијентима или било која структура којој је ограничено слободно кретање.

Како се може смањити термички стрес?

Користите дилатационе спојеве или петље у цевима, омогућите клизне носаче, бирајте материјале са нижим коефицијентом трзајног растегљивости (CTE), смањите ΔT изолацијом или користите флексибилне везе. У биметалним системима, што је могуће више ускладите вредности CTE.

Да ли је термички напон увек компресиван при загревању?

Да, за потпуно ограничени елемент који се равномерно загрева. Материјал покушава да се прошири, али не може, па се развија унутрашњи компресивни напон. Хлађење изазива затезни напон. Знак зависи од тога да ли је ограничено ширење или скупљање.

Бесплатан инжењерски алат

Калкулатор термичког напрезања

Израчунајте термички напон σ = E × α × ΔT за потпуно стегнути елемент изложен промени температуре.

σ = E·α·ΔTСтегнути елемент#169

Унапред подешени материјал

Модул еластичности Е (ГПа)

КТЕ α (×10⁻⁶ /°C)

Промена температуре ΔT (°C)

Брзе предефинисане поставке

Резултати

Термички напон σ

—

Термичка деформација ε

—

Врста стреса

—

Термички напон у стегнутим елементима

Уобичајене вредности CTE-а

Материјал	Е (ГПа)	α (×10⁻⁶/°C)
Угљенични челик	200	12
Нерђајући челик 304	193	17.3
Алуминијум 6061	69	23.6
Бакар	117	16.6
Титанијум	114	8.6
Месинг	100	19

Thermal stress develops when a material is heated or cooled but cannot freely expand/contract. For full constraint: σ = E × α × ΔT.

CTE (α) is the fractional change in length per degree. Steel: ~12×10⁻⁶/°C, Aluminum: ~23.6×10⁻⁶/°C, Copper: ~16.6×10⁻⁶/°C.

Pipes fixed at both ends, welded rails, bonded dissimilar materials, thick sections with temperature gradients, or any restrained structure.

Expansion joints, sliding supports, lower CTE materials, insulation to reduce ΔT, flexible connections, or matching CTE in bimetallic systems.

Yes, for a fully constrained member. Heating → material wants to expand → constraint prevents it → compressive stress. Cooling causes tensile stress.

Поступци описани на овој страници развила је и теренски тестирала екипа Vibromera уз помоћ уређаја Balanset-1A, преносивог двоканалног балансера и анализатора вибрација за балансирање ротора на лицу места.