Uzunluk değişimi ΔL
mm
— in
Isıl mühendislik · Malzeme
Isıl genleşme hesaplayıcısı — Çelik
Gerçek kaliteye göre değiştirilebilen α = 12 × 10⁻⁶ K⁻¹ başlangıç katsayısıyla çelik parçanın genleşme veya büzülmesini hesaplayın.
Oluşturulma v1.0
Yazar: Thibaut Grzelak, Mekanik Hesap Mühendisi
02
GenleşmeSonuçlar
Son uzunluk
m
L = L₀ + ΔL
Isıl şekil değiştirme
µε
εth = α · ΔT
Bağıl değişim
%
ΔL / L₀
Sayısal yerine koyma
—Yaygın yaklaşık değer. Çelik kalitesini ve sıcaklık aralığını kontrol edin.
Serbest genleşme, homojen malzeme ve sıcaklık aralığında sabit katsayı. Kısıtlı parça için ısıl gerilme hesabı gerekir.
Referans örneği
Çelik: 2 m uzunluk ve 40 °C fark
α = 12 × 10⁻⁶ K⁻¹ ile değişim ΔL = 12 × 10⁻⁶ × 2 × 40 = 0,96 mm olur.
Diğer malzemelerle karşılaştırMalzemelerin serbest ısıl genleşmesi
Isıl genleşmenin formülü, katsayısı ve birimleri
Boy değişimi L₀, α ve ΔT’ye bağlıdır. Sıcaklık farkı için 1 K ile 1 °C aynı büyüklüktedir.
Doğrusal denklem
Pozitif ΔT uzama, negatif ΔT kısalma oluşturur.
ΔL = α · L₀ · ΔTÇelik
α ≈ 12 × 10⁻⁶ K⁻¹ ile 2 m uzunluğundaki çubuk 40 K ısıtıldığında yaklaşık 0,96 mm uzar.
Alüminyum
α ≈ 23 × 10⁻⁶ K⁻¹ ile aynı durumda yaklaşık 1,84 mm uzama oluşur.
Engellenmiş genleşme
Tam kısıtlama, E modülüne de bağlı bir ısıl gerilme oluşturabilir.
σth ≈ E · α · ΔT