Formulaxis
ID
Mulai menghitung

Panduan teknis · metode dan saran praktis

Pemuaian termal linear

Perubahan temperatur mengubah panjang komponen. Perubahan bergantung pada panjang awal, material, dan selisih temperatur.

Ditinjau pada

L₀ΔLΔTΔL = α · L₀ · ΔT
Panjang bertambah sebesar ΔL ketika ΔT positif dan pemuaian bebas.

Hubungan linear

ΔL = α · L₀ · ΔT

Untuk rentang temperatur sedang digunakan ΔL = αL₀ΔT dan εth = αΔT.

Tanda ΔT menunjukkan pemanasan atau pendinginan. Panjang akhir adalah Lf = L₀ + ΔL.

Satuan α

Nilai 12 µm/(m·K) berarti 12×10⁻⁶ K⁻¹.

Koefisien linear indikatif di sekitar suhu ruang
Materialα [µm/(m·K)]Catatan
Baja12Nilai indikatif tipikal. Periksa grade material dan rentang suhu proyek.
Baja tahan karat14Nilai indikatif sekitar 14 × 10⁻⁶ K⁻¹, dengan variasi kira-kira ±4 tergantung keluarga material.
Aluminium23Nilai indikatif tipikal. Masing-masing paduan dapat berbeda.
Beton12Nilai indikatif yang bergantung pada desain campuran, agregat, dan kelembapan.
Perunggu17.5Nilai indikatif. Komposisi perunggu yang tepat memengaruhi koefisien.
Konstantan15.2Nilai indikatif untuk paduan tipe konstantan.
Tembaga17Nilai indikatif tipikal. Periksa kondisi metalurgi dan suhu referensi.

Untuk baja tahan karat, keluarga metalurgi penting: datasheet Outokumpu memberikan sekitar 10×10⁻⁶ K⁻¹ untuk beberapa grade feritik dan 16×10⁻⁶ K⁻¹ untuk beberapa grade austenitik antara 20 dan 100 °C. Nilai awal 14 sengaja dipilih sebagai nilai antara.

Pemuaian tertahan

Jika gerak terhalang, rumus pemuaian bebas tidak cukup dan tegangan termal harus dianalisis.

Untuk beda suhu, satu kelvin dan satu derajat Celsius memiliki besar yang sama. Beda Fahrenheit harus dikonversi.

4. Mengapa panjang awal penting

Komponen 20 m memuai sepuluh kali lebih banyak daripada komponen 2 m dari material yang sama pada perubahan suhu yang sama.

Karena itu efek ini sangat terlihat pada jembatan, pipa, rel, dan struktur panjang.

5. Pemuaian bebas atau tertahan

Rumus memberikan pemuaian bebas. Jika tumpuan mencegah gerak, gaya dan tegangan termal dapat timbul.

Perilaku nyata bergantung pada kekakuan tumpuan, geometri, material, serta celah atau sambungan ekspansi yang tersedia.

Penerapan numerik

Contoh baja

L₀ = 2 m, α = 12×10⁻⁶ K⁻¹, dan ΔT = 40 K.

  1. εth = αΔT.
  2. ΔL = εthL₀.
  3. Tambahkan ΔL pada panjang awal.
  4. ΔL = 0,00096 m.
  5. Konversikan: 0,00096 m = 0,96 mm.

Hasil: ΔL = 0,96 mm.

Hubungan pemuaian termal bebas. Buka sumber tepat ↗

Untuk memeriksa dan mendalami

Referensi langsung

Setiap tautan menuju halaman tepat dari mata kuliah, standar, atau publikasi yang digunakan, bukan halaman beranda umum.

  1. Sistem Satuan Internasional, edisi ke-9BIPMRujukan resmi untuk satuan, simbol, dan konversi.
  2. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareKuliah terbuka tentang mekanika terapan dan kekuatan bahan.
  3. University PhysicsOpenStaxBab terbuka tentang mekanika, fluida, listrik, dan termal.
  4. University PhysicsOpenStaxBab terbuka tentang mekanika, fluida, listrik, dan termal.