Tartalom
A mérnöki mechanika óráinál fontos a termikus stressz és annak különféle anyagokra gyakorolt hatásainak tanulmányozása. A hideg és a hő befolyásolhatja az olyan anyagokat, mint a beton és az acél. Ha egy anyag hőmérsékleti különbségek esetén nem tud összehúzódni vagy megnövekedni, termikus stressz léphet fel, és szerkezeti problémákat okozhat. A mérnökök kiszámíthatják a különféle anyagok hőfeszültség-értékeit, és összehasonlíthatják azokat a megállapított paraméterekkel, például olyan problémákra, mint a beton elhajlása és repedései.
Keresse meg a termikus stressz képletét a feszültség és Young modulus egyenletei segítségével. Ezek az egyenletek:
1. egyenlet) (e) törzs = A * d (T)
2. egyenlet.) Young modulus (E) = Stressz (S) / Feszültség (e).
A deformációs egyenletben az „A” kifejezés az adott anyag hőtágulásának lineáris együtthatójára utal, d (T) pedig a hőmérsékleti különbség. A Young modulus az az arány, amely a stresszt a feszültséghez viszonyítja. (3. hivatkozás)
Cserélje ki az (e) törzs értékét az első egyenletből az 1. lépésben megadott második egyenletre, hogy Young-modulust (E) = S / kapjon.
Szorozzuk meg az egyenlet mindkét oldalát a 2. lépésben az E * megállapításához. = S, vagy a termikus feszültség.
Használja a 3. lépésben szereplő egyenletet a hőhatás kiszámításához egy alumínium rúdban, amelynek hőmérséklete megváltozik, vagy d (T) 80 fok Fahrenheit. (4. hivatkozás)
Keresse meg Young-féle modulusát és az alumínium hőtágulási együtthatóját a táblázatokból, amelyek könnyen megtalálhatók a műszaki szerelői könyvekben, néhány fizikai könyvben vagy az interneten. Ezek az értékek E = 10,0 x 10 ^ 6 psi és A = (12,3 x 10 ^ -6 hüvelyk) / (hüvelykes fokban Fahrenheit), (lásd az 1. erőforrást és a 2. erőforrást). Psi jelentése font / négyzet hüvelyk, ami a mértékegység.
Helyezze a d (T) = 80 Fahrenheit fok, E = 10,0 x 10 ^ 6 psi és A = (12,3 x 10 ^ -6 hüvelyk) / (hüvelykes Fahrenheit fok) értékeit a 4. és 5. lépésben megadott egyenletre a 3. lépésben. Megállapítja, hogy a hőterhelés vagy S = (10,0 x 10 ^ 6 psi)(12,3 x 10 ^ -6 hüvelyk) / (hüvelykes fokban Fahrenheit)(80 Fahrenheit fok) = 9840 psi.