Thermische spanning-calculator

Over deze rekenmachine

Wanneer een constructieonderdeel wordt verwarmd of gekoeld maar volledig is ingeklemd — en dus niet vrij kan uitzetten of krimpen — wordt de verhinderde afmetingsverandering in plaats daarvan omgezet in inwendige spanning. Deze calculator past de standaardformule uit de techniek toe, σ = E · α · ΔT, waarbij E de elasticiteitsmodulus (stijfheid) van het materiaal is, α zijn thermische uitzettingscoëfficiënt en ΔT de temperatuurverandering; met E in GPa, α in ppm/°C en ΔT in °C komt de spanning in MPa uit (het product E · α · ΔT met die eenheden is in kPa, dus het wordt door 1.000 gedeeld om MPa te krijgen). Het teken volgt ΔT: verwarmen (positieve ΔT) geeft een positieve waarde, wat drukspanning is, en koelen geeft een negatieve waarde, wat trekspanning is.

Dit is een cruciale berekening voor alles wat aan beide uiteinden star is vastgezet: pijpleidingen die tussen ankers zijn gelast, doorgelaste spoorstaven, brugliggers die aan landhoofden zijn verbonden en samenstellingen van meerdere materialen waarbij verschillende uitzettingsgraden spanning in de verbinding veroorzaken. Ingenieurs gebruiken hem om dilatatievoegen te dimensioneren, materialen te kiezen en te controleren dat een ingeklemd onderdeel niet zal vloeien of knikken onder de verwachte temperatuurschommeling.