Over deze tool
De Thermische-uitzetting-calculator berekent hoeveel een onderdeel groeit of krimpt bij een temperatuurverandering, en optioneel de spanning die opbouwt als het onderdeel star wordt vastgehouden en niet kan uitzetten. Kies een materiaal — of typ een aangepaste coëfficiënt — selecteer of je een lengte, een oppervlak of een volume uitzet, voer de oorspronkelijke maat en de temperatuurverandering in, en het geeft de dimensionele verandering en de nieuwe maat terug. Het draait volledig in je browser.
Lineaire uitzetting volgt ΔL = α·L₀·ΔT, wat een nieuwe lengte L₀·(1 + α·ΔT) geeft, waarbij α de lineaire thermische-uitzettingscoëfficiënt is. Oppervlakte-uitzetting gebruikt ongeveer 2α en volumetrische uitzetting 3α, dus de tool vermenigvuldigt de lineaire rek met 1, 2 of 3 voor het dimensietype dat je kiest. De ingebouwde coëfficiënten zijn in eenheden van 10⁻⁶ per °C: staal 12, gietijzer 11, roestvast staal 17, aluminium 23, koper 17, messing 19, titanium 8,6, beton 12, glas 9 en PVC 50. De temperatuurverandering kan in °C of °F worden ingevoerd (een delta in °F wordt geschaald met 5/9). Als je een elasticiteitsmodulus opgeeft, is de volledig verhinderde thermische spanning σ = E·α·ΔT, gerapporteerd in MPa en psi.
Als uitgewerkt voorbeeld: een stalen staaf van 1000 mm die met 80 °C wordt verwarmd, zet uit met 12 × 10⁻⁶ × 1000 × 80 = 0,96 mm, tot 1000,96 mm. Als diezelfde staaf star zou worden ingeklemd zodat hij niet kon groeien, zou de drukthermische spanning met E = 200 GPa 200.000 × 12 × 10⁻⁶ × 80 ≈ 192 MPa zijn — daarom hebben bruggen, rails en leidingwerk uitzettingsvoegen en -lussen nodig om precies deze spanning te ontlasten.