Termisk spenning-kalkulator

Om denne kalkulatoren

Når et konstruksjonselement varmes opp eller kjøles ned, men er fullstendig fastholdt — ute av stand til å utvide seg eller trekke seg sammen fritt — omdannes den forhindrede dimensjonsendringen til indre spenning i stedet. Denne kalkulatoren bruker standard ingeniørformel σ = E · α · ΔT, der E er materialets elastisitetsmodul (stivhet), α er dets termiske utvidelseskoeffisient og ΔT er temperaturendringen; med E i GPa, α i ppm/°C og ΔT i °C kommer spenningen ut i MPa (produktet E · α · ΔT med disse enhetene er i kPa, så det deles på 1 000 for å gi MPa). Fortegnet følger ΔT: oppvarming (positiv ΔT) gir en positiv verdi, som er trykkspenning, og avkjøling gir en negativ verdi, som er strekkspenning.

Dette er en kritisk beregning for alt som er stivt festet i begge ender: rørledninger sveiset mellom ankerpunkter, kontinuerlig sveiset jernbanespor, brubjelker festet til landkar og sammensatte konstruksjoner av flere materialer der ulik utvidelse skaper spenning i skjøten. Ingeniører bruker den til å dimensjonere ekspansjonsskjøter, velge materialer og kontrollere at en fastholdt komponent ikke flyter eller knekker under den forventede temperatursvingningen.