Про цей інструмент
Калькулятор теплового розширення обчислює, наскільки деталь збільшується чи зменшується при зміні температури, та за бажанням напруження, що виникає, якщо деталь жорстко утримується і не може розширюватися. Виберіть матеріал — або введіть власний коефіцієнт — виберіть, чи розширюєте ви довжину, площу чи об'єм, введіть початковий розмір та зміну температури, і він поверне зміну розміру та новий розмір. Він працює повністю у вашому браузері.
Лінійне розширення слідує ΔL = α·L₀·ΔT, даючи нову довжину L₀·(1 + α·ΔT), де α — лінійний коефіцієнт теплового розширення. Площинне розширення використовує приблизно 2α, а об'ємне розширення 3α, тож інструмент множить лінійну деформацію на 1, 2 чи 3 залежно від обраного типу розміру. Вбудовані коефіцієнти вказані в одиницях 10⁻⁶ на °C: сталь 12, чавун 11, нержавіюча сталь 17, алюміній 23, мідь 17, латунь 19, титан 8,6, бетон 12, скло 9 та ПВХ 50. Зміну температури можна ввести у °C чи °F (дельта °F масштабується на 5/9). Якщо ви вкажете модуль пружності, повністю обмежене теплове напруження — це σ = E·α·ΔT, повідомлене у МПа та psi.
Як робочий приклад: сталевий стрижень 1000 мм, нагрітий на 80 °C, розширюється на 12 × 10⁻⁶ × 1000 × 80 = 0,96 мм, досягаючи 1000,96 мм. Якби той самий стрижень був жорстко затиснутий так, що не міг збільшитися, стискаюче теплове напруження з E = 200 ГПа становило б 200 000 × 12 × 10⁻⁶ × 80 ≈ 192 МПа — ось чому мости, рейки та трубопроводи потребують компенсаційних швів та петель, щоб зняти саме це напруження.