Bijna alle materialen ondervinden een lichte vervorming als reactie op veranderingen in temperatuur. Ze zetten uit als ze worden verwarmd en samentrekken bij afkoeling. Dit is een belangrijke factor om te overwegen voor machineonderdelen of structurele componenten die bestaan ​​in omgevingen met wisselende temperaturen. Als een onderdeel uitzet, kan het spanningen op andere structurele delen veroorzaken en mogelijk een defect veroorzaken. De exacte vervorming van een object hangt af van de geometrie en de constante thermische uitzetting.

Stappen

Zoek de constante thermische uitzetting van het materiaal op. De thermische expansieconstante is een hoeveelheid die het procentuele verandering in lengte van een materiaal voor elke graad van temperatuurverandering vertelt. Een inch aluminium wordt bijvoorbeeld 0,0000131 inch langer als het wordt verwarmd met 1 graad Fahrenheit.

Bepaal de temperatuurschommeling waaraan de cilinder wordt blootgesteld. Vermoedelijk is het onderdeel ontworpen op een basistemperatuur, zoals kamertemperatuur, waarbij het geen thermische belasting ervaart. Zoek het verschil tussen de basistemperatuur en de maximale of minimale temperatuur waaraan de cilinder wordt blootgesteld.

Bereken de belasting. De spanning is een dimensieloze hoeveelheid die gelijk is aan de lengteverandering over de oorspronkelijke lengte. U kunt de rek berekenen door de thermische constante van uitzetting door de temperatuurverandering te vermenigvuldigen.

Verkrijg de hoogte en diameter van de cilinder. Je kunt deze hoeveelheden meten of ze verkrijgen aan de hand van vooraf opgenomen specificaties.

Vermenigvuldig de spanning met de diameter of de hoogte van de cilinder om de lengteverandering in beide richtingen te vinden. Als de cilinder in een zak of mouw zit en je de verandering in omtrek ervan moet weten, vermenigvuldig dan de verandering in diameter met het getal pi (3.14).

Tip -

Het volume van een cilinder gelijk aan pi maal het kwadraat van zijn straal maal de hoogte ervan. Als u de verandering in volume wilt vinden als gevolg van thermische uitzetting, berekent u de dimensies vóór en na de uitbreiding en past u de formule voor het volume toe op elk geval. Vergeet niet dat de straal de helft van de diameter is.