材料热膨胀计算

Posted 2023-03-21

某材料线性膨胀系数为0.000045。求一个圆环从温度20℃加热到60℃后周长为765mm。求20℃时该圆环的直径。

热膨胀计算
1 .基本公式
膨胀量=α*L*T
α:膨胀系数
L:管段总长度
T:最大温差
2.计算
膨胀量=0.012*8*45=4.32mm 自然补偿 参考技术A 1、SUS303金属在100℃ 到700℃ 之间热膨胀系数是11-16 *10-6 / ℃,膨胀长度=金属长度*温度差*热膨胀系数；
2、钨钢在100℃ 到700℃ 之间热膨胀系数6-7 *10-6 / ℃,膨胀长度=金属长度*温度差*热膨胀系
热膨胀系数影响因素
1：化学矿物组成。
热膨胀系数与材料的化学组成、结晶状态、晶体结构、键的强度有关。组成相同，结构不同的物质，膨胀系数不相同。通常情况下，结构紧密的晶体，膨胀系数较大；而类似于无定形的玻璃，往往有较小的膨胀系数。键强度高的材料一般会有低的膨胀系数。 [4]
2：相变。
材料发生相变时，其热膨胀系数也要变化。纯金属同素异构转变时，点阵结构重排伴随着金属比容突变，导致线膨胀系数发生不连续变化。
3：合金元素对合金热膨胀有影响。
简单金属与非铁磁性金属组成的单相均匀固溶体合金的膨胀系数介于内组元膨胀系数之间。而多相合金膨胀系数取决于组成相之间的性质和数量，可以近似按照各相所占的体积百分比，利用混合定则粗略计算得到。
4：织构的影响。
单晶或多晶存在织构，导致晶体在各晶向上原子排列密度有差异，导致热膨胀各项异性，平行晶体主轴方向热膨胀系数大， 垂直方向热膨胀系数小。
5：内部裂纹及缺陷也会对热膨胀系数产生影响

、我帮你查到了碳钢的线膨胀系数为：在20——300°C时，线膨胀系数为：12.1~13.5×10^-8(C^-1)
2、对于钢制零件的热膨胀量计算是一个相对较复杂的过程，而且，其计算结果受制于多种因素的制约，包括材料的轧制方向，钢材是有轧制方向的，所以，其线膨胀量是存在各项异性的。
3、基于上述因素，一般在工程上基本不会在理论上去计算零件因温度的变化而产生的膨胀量，因为计算是很难与实际相符合的，基本上没有多大的指导性意义
4、由碳钢的线膨胀系数可知：在20——300°C时，材料的膨胀量是非常微小的
5、对于薄壁管状零件，其热变形，其内孔不见得是缩小，有可能是胀大的趋势
6、在机械设计中，大可不必去操心做这样的繁复计算（也计算不准），可以直接在设计时用常规的公差配合来调配即可 参考技术B (1+0.000045*(60-20))L=765
L=765/1.0018=763.6255 mm
D=L/π=243.0695 mm追问

为什么是60-40？

追答

对不起。心算60-20=40，不小心就写上去了：-（
上面已经改正。

追问

这样配合使用的话，加料带有没有影响？

追答

不太明白追问的问题

参考技术C 解：（1）由图象可知，点（0，15）和点（5，60）在函数图象上。设加热时，y与x的函数关系式设为
y=kx+b(k≠0)，则
解得
此时y=9x+15
设进行操作时y与x的函数关系式设为
(k≠0)则k=300.。此时y=
（2）对于y=，令x=15时y=20所以一共历时20分钟。

什么是膨胀系数？如何计算？

膨胀系数是表征物体热膨胀性质的物理量，即表征物体受热时其长度、面积、体积增大程度的物理量。膨胀系数=（膨胀后体积-膨胀前体积）/（膨胀前体积*（膨胀后温度-膨胀前温度））。

长度的增加称“线膨胀”，面积的增加称“面膨胀”，体积的增加称“体膨胀”，总称之为热膨胀。单位长度、单位面积、单位体积的物体，当温度上升1℃时，其长度、面积、体积的变化，分别称为线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数，总称之为膨胀系数。

热膨胀系数：

物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的长度量值的变化。

线胀系数是指固态物质当温度改变摄氏度1度时，其某一方向上的长度的变化和它在20℃（即标准实验室环境）时的长度的比值。

大多数情况之下，此系数为正值。也就是说温度变化与长度变化成正比，温度升高体积扩大。

参考技术A 释文：膨胀系数是表征物体热膨胀性质的物理量，即表征物体受热时其长度、面积、体积增大程度的物理量。长度的增加称“线膨胀”，面积的增加称“面膨胀”，体积的增加称“体膨胀”，总称之为热膨胀。单位长度、单位面积、单位体积的物体，当温度上升1℃时，其长度、面积、体积的变化，分别称为线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数，总称之为膨胀系数。地质工作中，作为评价膨胀珍珠岩原料（珍珠岩、松脂岩、黑曜岩）及蛭石等绝热保温材料矿产的技术指标。是指上述矿石单位体积的试样，高温焙烧后体积的膨胀系数，有时是以高温焙烧后体积的膨胀倍数表示之，故又称膨胀倍数