Calcolatore della tensione termica

Informazioni su questo calcolatore

Quando un elemento strutturale viene riscaldato o raffreddato ma è completamente vincolato — incapace di dilatarsi o contrarsi liberamente — la variazione dimensionale impedita si converte invece in tensione interna. Questo calcolatore applica la formula ingegneristica standard σ = E · α · ΔT, dove E è il modulo di Young (rigidezza) del materiale, α è il suo coefficiente di dilatazione termica e ΔT è la variazione di temperatura; con E in GPa, α in ppm/°C e ΔT in °C, la tensione risulta in MPa (il prodotto E · α · ΔT con tali unità è in kPa, quindi viene diviso per 1000 per ottenere MPa). Il segno segue ΔT: il riscaldamento (ΔT positivo) dà un valore positivo, che è una tensione di compressione, e il raffreddamento dà un valore negativo, che è una tensione di trazione.

È un calcolo critico per tutto ciò che è fissato rigidamente a entrambe le estremità: condotte saldate tra ancoraggi, binari con rotaie saldate in continuo, travi da ponte vincolate alle spalle e assemblaggi di più materiali in cui velocità di dilatazione diverse creano tensione nel giunto. Gli ingegneri la usano per dimensionare i giunti di dilatazione, scegliere i materiali e verificare che un componente vincolato non ceda né si instabilizzi sotto l'escursione termica prevista.