Vad är termisk stress?

Termisk spänning uppstår när ett material värms upp eller kyls men inte kan expandera eller krympa fritt. För ett helt begränsat element: σ = E × α × ΔT, där E är elasticitetsmodulen, α är värmeutvidgningskoefficienten (CTE) och ΔT är temperaturförändringen.

Vad är värmeutvidgningskoefficienten (CTE)?

CTE (α) mäter hur mycket ett material expanderar per grad temperaturförändring. Stål: ~12×10⁻⁶/°C, Aluminium: ~23×10⁻⁶/°C, Koppar: ~17×10⁻⁶/°C, Rostfritt stål: ~17×10⁻⁶/°C.

När uppstår termisk stress?

Termisk stress uppstår när expansionen begränsas: rör fixerade i båda ändar, skenor svetsade kontinuerligt, olika material limmade ihop, tjocka sektioner med temperaturgradienter eller någon struktur som hindras från att röra sig fri.

Hur kan termisk stress minskas?

Använd expansionsfogar eller öglor i rörledningar, tillåt glidande stöd, välj material med lägre CTE, minska ΔT med isolering eller använd flexibla anslutningar. I bimetalliska system, matcha CTE-värdena så nära som möjligt.

Är termisk spänning alltid kompressiv vid uppvärmning?

Ja, för en helt begränsad del uppvärmd jämnt. Materialet försöker expandera men kan inte, så inre tryckspänning utvecklas. Kylning orsakar dragspänning. Tecknet beror på om expansion eller kontraktion begränsas.

Gratis tekniskt verktyg

Termisk stresskalkylator

Beräkna termisk spänning σ = E × α × ΔT för en helt begränsad del som utsätts för temperaturförändring.

σ = E·α·ΔTBegränsad medlem#169

Förinställt material

Elasticitetsmodul E (GPa)

CTE α (×10⁻⁶ /°C)

Temperaturförändring ΔT (°C)

Snabbförinställningar

Resultat

Termisk spänning σ

—

Termisk belastning ε

—

Stresstyp

—

Termisk stress i begränsade medlemmar

Vanliga CTE-värden

Material	E (GPa)	α (×10⁻⁶/°C)
Kolstål	200	12
Rostfritt stål 304	193	17.3
Aluminium 6061	69	23.6
Koppar	117	16.6
Titan	114	8.6
Mässing	100	19

Termisk stresskalkylator | σ = E·α·ΔT | Gratis onlineverktyg

Publicerad av Nikolaj Sjelkovenko på 15 februari 2026 15 februari 2026

Resultat

Termisk stress i begränsade medlemmar

Vanliga CTE-värden