Sådan beregnes termisk udvidelse af en cylinder

Næsten alle materialer oplever svag deformation som følge af ændringer i temperaturen. De udvides, når de opvarmes og kontraheres, når de afkøles. Dette er en vigtig faktor at overveje for maskindele eller strukturelle komponenter, som findes i miljøer med varierende temperaturer. Hvis en del udvides, kan den skabe stress på andre strukturelle dele og muligvis forårsage fiasko. Den præcise deformation af ethvert objekt afhænger af dens geometri og dens konstante termiske udvidelse.

Trin

Se materialets konstante udvidelse. Den termiske ekspansionskonstant er en mængde, der fortæller den procentvise ændring i længden af ​​et materiale for hver grad af temperaturændring. For eksempel vil en tomme aluminium blive 0.0000131 inches længere, når den opvarmes med 1 grad Fahrenheit.

Bestem temperaturgennemgangen, som cylinderen udsættes for. Formentlig blev delen konstrueret ved en basetemperatur, såsom rumtemperatur, hvor det ikke oplever nogen termisk spænding. Find forskellen mellem bundtemperaturen og den maksimale eller minimale temperatur, som cylinderen udsættes for.

Beregn belastningen. Stammen er en dimensionsløs mængde svarende til længdeændringen over den oprindelige længde. Du kan beregne belastningen ved at multiplicere termisk konstant for ekspansion ved temperaturændring.

Hent cylinderens højde og diameter. Du kan måle disse mængder eller få dem fra forudbestemte specifikationer.

Multiplicér stammen ved enten diameteren eller højden på cylinderen for at finde længdeforskydningen i begge retninger. Hvis cylinderen sidder i lomme eller ærmer, og du skal kende dens omdrejning i omkredsen, multipliceres ændringerne i diameter med tallet pi (3.14).

Tip

Cylinderens volumen svarer til pi gange firkantet af sin radius gange dens højde. For at finde volumenændringen på grund af termisk ekspansion beregnes dimensionerne før og efter udvidelsen, og anvend formlen for volumen til hver enkelt tilfælde. Husk at radius er halv diameter.