Lengteverandering ΔL
mm
— in
Warmteleer · Materiaal
Thermische uitzetting van Staal berekenen
Bereken thermische uitzetting of krimp van staal met een initiële coëfficiënt α = 12 × 10⁻⁶ K⁻¹, die voor de werkelijke materiaalsoort kan worden aangepast.
Aangemaakt op v1.0
Door Thibaut Grzelak, Ingenieur mechanische berekeningen
02
UitzettingResultaten
Eindlengte
m
L = L₀ + ΔL
Thermische rek
µε
εth = α · ΔT
Relatieve lengteverandering
%
ΔL / L₀
Numerieke substitutie
—Typische indicatieve waarde. Controleer staalsoort en temperatuurbereik van het project.
Vrije uitzetting, homogeen materiaal en constante coëfficiënt over het temperatuurinterval. Bij verhinderde uitzetting is een berekening van thermische spanning nodig.
Referentievoorbeeld
Staal: lengte 2 m en temperatuurverschil 40 °C
Met α = 12 × 10⁻⁶ K⁻¹ is de verandering ΔL = 12 × 10⁻⁶ × 2 × 40 = 0,96 mm.
Vergelijk met andere materialenVrije materiaaluitzetting
Formule, coëfficiënt en eenheden voor thermische uitzetting
De lengteverandering hangt af van L₀, α en ΔT. Voor een temperatuurverschil hebben 1 K en 1 °C dezelfde grootte.
Formule voor lineaire uitzetting
Een positieve ΔT veroorzaakt uitzetting; een negatieve ΔT veroorzaakt krimp.
ΔL = α · L₀ · ΔTStaal
Met α ≈ 12 × 10⁻⁶ K⁻¹ zet een staaf van 2 m bij een temperatuurstijging van 40 K ongeveer 0,96 mm uit.
Aluminium
Met α ≈ 23 × 10⁻⁶ K⁻¹ geeft hetzelfde geval ongeveer 1,84 mm.
Verhinderde uitzetting
Volledige verhindering kan thermische spanning veroorzaken die ook afhangt van elasticiteitsmodulus E.
σth ≈ E · α · ΔT