Quasi tutti i materiali esperienza leggera deformazione in risposta alle variazioni di temperatura. Si espande quando riscaldato e si contraggono quando raffreddato. Questo è un fattore importante da considerare per parti di macchine o componenti strutturali che esistono in ambienti con sbalzi di temperatura. Se una parte si espande, può creare sollecitazioni sulle altre parti strutturali e possibilmente causare guasto. La deformazione esatta di qualsiasi oggetto dipende dalla sua geometria e la sua costante di espansione termica.
Istruzioni
Passaggi
• Cercare costante del materiale di espansione termica. La costante di espansione termica è una grandezza che indica la variazione percentuale di lunghezza di un materiale per ogni grado di variazione della temperatura. Ad esempio, un pollice di alluminio diventerà 0,0000131 pollici più quando si è riscaldato da 1 grado Fahrenheit.
• Determinare l'oscillazione di temperatura a cui è sottoposto il cilindro. Presumibilmente la parte è stata progettata a temperatura base, ad esempio camera temperato, in cui non sperimenta stress termico. Trovare la differenza tra la temperatura di base e la temperatura massima o minima a cui è esposto il cilindro.
• Calcolare la deformazione. Il ceppo è una quantità senza dimensioni uguale al cambiamento di lunghezza sopra la lunghezza originale. È possibile calcolare il ceppo moltiplicando la costante termica di espansione per il cambiamento di temperatura.
• Ottenere l'altezza e il diametro del cilindro. Si può misurare queste quantità o ottenerli da specifiche preregistrate.
• Moltiplicare il ceppo il diametro o l'altezza del cilindro per trovare il cambiamento di lunghezza in entrambe le direzioni. Se il cilindro si siede in una tasca o manica ed è necessario conoscere la variazione in circonferenza, moltiplicare la variazione di diametro per il numero pi (3.14).
Consigli & Avvertenze
- Il volume di un cilindro uguale a pi volte il quadrato del suo raggio volte la sua altezza. Per trovare il cambiamento di volume dovuto alla dilatazione termica, calcolare le dimensioni prima e dopo l'espansione e applicare la formula per il volume di ogni caso. Ricordate che quel raggio è metà del diametro.