Calculateur de contrainte thermique

À propos de ce calculateur

Lorsqu'un élément de structure est chauffé ou refroidi mais complètement bridé — incapable de se dilater ou de se contracter librement — la variation dimensionnelle empêchée se convertit en contrainte interne. Ce calculateur applique la formule d'ingénierie standard σ = E · α · ΔT, où E est le module de Young du matériau (rigidité), α son coefficient de dilatation thermique et ΔT la variation de température ; avec E en GPa, α en ppm/°C et ΔT en °C, la contrainte s'exprime en MPa (le produit E · α · ΔT avec ces unités est en kPa, il est donc divisé par 1 000 pour donner des MPa). Le signe suit celui de ΔT : un chauffage (ΔT positif) donne une valeur positive, qui est une contrainte de compression, et un refroidissement donne une valeur négative, qui est une contrainte de traction.

C'est un calcul critique pour tout ce qui est fixé rigidement aux deux extrémités : pipelines soudés entre ancrages, voies ferrées à rails soudés en continu, poutres de pont liées aux culées et assemblages multimatériaux où des taux de dilatation différents créent une contrainte au niveau de la jonction. Les ingénieurs l'utilisent pour dimensionner les joints de dilatation, choisir les matériaux et vérifier qu'un composant bridé ne plastifiera ni ne flambera sous l'écart de température attendu.