Formulaxis
RO
Începe calculul

Ghid tehnic · metodă și recomandări practice

Dilatarea termică liniară

O variație de temperatură modifică lungimea unei piese. Schimbarea depinde de lungimea inițială, material și diferența de temperatură.

Revizuit la

L₀ΔLΔTΔL = α · L₀ · ΔT
Lungimea crește cu ΔL atunci când ΔT este pozitiv și dilatarea este liberă.

Relația liniară

ΔL = α · L₀ · ΔT

Pentru variații moderate, ΔL = αL₀ΔT și εth = αΔT.

Semnul lui ΔT indică încălzire sau răcire. Lungimea finală este Lf = L₀ + ΔL.

Unitățile lui α

O valoare de 12 µm/(m·K) înseamnă 12×10⁻⁶ K⁻¹.

Coeficienți liniari orientativi în apropierea temperaturii ambiante
Materialα [µm/(m·K)]Atenție
Oțel12Valoare orientativă tipică. Verificați marca și domeniul de temperatură al proiectului.
Oțel inoxidabil14Valoare orientativă: aproximativ 14 × 10⁻⁶ K⁻¹, cu o variație posibilă de circa ±4 în funcție de familie.
Aluminiu23Valoare orientativă tipică. Aliajele individuale pot diferi.
Beton12Valoare orientativă dependentă de rețetă, agregate și umiditate.
Bronz17.5Valoare orientativă. Compoziția exactă a bronzului influențează coeficientul.
Constantan15.2Valoare orientativă pentru un aliaj de tip constantan.
Cupru17Valoare orientativă tipică. Verificați starea metalurgică și temperatura de referință.

Pentru oțelul inoxidabil, familia metalurgică este importantă: o fișă Outokumpu indică aproximativ 10×10⁻⁶ K⁻¹ pentru mai multe mărci feritice și 16×10⁻⁶ K⁻¹ pentru mai multe mărci austenitice între 20 și 100 °C. Valoarea presetată 14 este intenționat intermediară.

Dilatare împiedicată

Dacă mișcarea este blocată, formula de dilatare liberă nu este suficientă și trebuie calculată tensiunea termică.

Pentru o diferență de temperatură, un kelvin și un grad Celsius au aceeași mărime. O diferență Fahrenheit trebuie convertită.

4. De ce contează lungimea inițială

O piesă de 20 m se dilată de zece ori mai mult decât una de 2 m din același material la aceeași variație de temperatură.

De aceea efectul este deosebit de vizibil la poduri, conducte, șine și structuri lungi.

5. Dilatare liberă sau împiedicată

Formula oferă dilatarea liberă. Dacă reazemele împiedică deplasarea, pot apărea forțe și tensiuni termice.

Comportarea reală depinde de rigiditatea reazemelor, geometrie, material și eventualele jocuri sau rosturi de dilatație.

Aplicație numerică

Exemplu cu oțel

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

  1. εth = αΔT.
  2. ΔL = εthL₀.
  3. Adăugați ΔL la lungimea inițială.
  4. ΔL = 0,00096 m.
  5. Convertiți: 0,00096 m = 0,96 mm.

Rezultat: ΔL = 0,96 mm.

Relația de dilatare termică liberă. Consultați sursa exactă ↗

Pentru verificare și aprofundare

Referințe directe

Fiecare link duce la pagina exactă a cursului, standardului sau publicației utilizate, nu la o pagină principală generică.

  1. Sistemul Internațional de Unități, ediția a 9-aBIPMReferință pentru unități, simboluri și conversii coerente.
  2. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareCurs universitar deschis de mecanică aplicată și rezistența materialelor.
  3. University PhysicsOpenStaxCapitole deschise despre mecanică, fluide, electricitate și termică.
  4. University PhysicsOpenStaxCapitole deschise despre mecanică, fluide, electricitate și termică.