5. Θερμικές τάσεις και παραμορφώσεις

Σχετικά έγγραφα
2.1 Παραμορφώσεις ανομοιόμορφων ράβδων

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

Ενότητα: Θερμικές τάσεις σε πλοία

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2018

Προσδιορισµός συντελεστή γραµµικής διαστολής

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

6. Κάμψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

Ενεργειακές Μέθοδοι Υπολογισμού Μετακινήσεων

Μάθημα: Πειραματική αντοχή των υλικών Σύνθετη καταπόνηση

7. Στρέψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών. 7. Στρέψη/ Μηχανική Υλικών

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

6.1 Θερμόμετρα και μέτρηση θερμοκρασίας

ΘΕΡΜΙΚΗ ΔΙΑΣΤΟΛΗ Τα περισσότερα στερεά, υγρά και αέρια όταν θερμαίνονται διαστέλλονται. Σε αυτή την ιδιότητα βασίζεται η λειτουργία πολλών

ΠΑΡΑΜΕΝΟΥΣΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ ΣΕ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ ΤΗΞΕΩΣ

Φυσική- Κεφάλαιο Μηχανικής των Ρευστών

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Θερμικές Ιδιότητες Callister Κεφάλαιο 20, Ashby Κεφάλαιο 12

Κεφάλαιο 2 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ 1. ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΩΝ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΜΕΣΑ ΣΤΗ ΓΗ ΔΕΧΟΜΑΣΤΕ:

Μέθοδος των Δυνάμεων

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΜΕΣΟΥ

20/10/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Εργαστηριακές Σημειώσεις Κάμψη Ξυλινης Δοκού. Πανεπιστημιακός Υπότροφος

3 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2016

Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων. Ενότητα 4: Παραμένουσες Τάσεις Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Θερµότητα χρόνος θέρµανσης. Εξάρτηση από είδος (c) του σώµατος. Μονάδα: Joule. Του χρόνου στον οποίο το σώµα θερµαίνεται

Π A N E Π I Σ T H M I O Θ E Σ Σ A Λ I A Σ TMHMA MHXANOΛOΓΩN MHXANIKΩN

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2018

ιαλέξεις Τρίτη, 2, Τετάρτη, 3, Παρασκευή 5 komodromos@ucy.ac.cy Πέτρος Κωµοδρόµος

ΣΔΕ ΑΓΡΙΝΙΟΥ Σχ. έτος ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟΣ ΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Α. ΠΛΑΤΑΝΙΑ. Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του συγκεκριμένου θέματος είναι:

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ I

Με ποιο όργανο μετριέται το βάρος;

Παραµόρφωση σε Σηµείο Σώµατος. Μεταβολή του σχήµατος του στοιχείου (διατµητική παραµόρφωση)

Δύναμη - Παραμόρφωση

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

Εργαστηριακή Άσκηση 30 Μέτρηση του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας υλικών.

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2015

16ο Μάθημα ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΟΛΗ ΣΤΕΡΕΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ. Μια ιδιότητα με σημαντικές συνέπειες και τεχνικές εφαρμογές

C=dQ/dT~ 6.4 cal/mole.grad

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Θερμοκρασία - Θερμότητα. (Θερμοκρασία / Θερμική διαστολή / Ποσότητα θερμότητας / Θερμοχωρητικότητα / Θερμιδομετρία / Αλλαγή φάσης)

v = 1 ρ. (2) website:

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Δυσκαμψία & βάρος: πυκνότητα και μέτρα ελαστικότητας

Μάθημα: Πειραματική Αντοχή Υλικών Πείραμα εφελκυσμού

ΚΕΦΑΛΑΙΟ. Οι γραμμικοί φορείς. 1.1 Εισαγωγή 1.2 Συστήματα συντεταγμένων

OI ENNOIEΣ THΣ ΦYΣIKHΣ ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

Στοιχεία Μηχανών. Εαρινό εξάμηνο 2017 Διδάσκουσα: Σωτηρία Δ. Χουλιαρά

Ενεργειακές Μέθοδοι Υπολογισμού Μετακινήσεων (συνέχεια)

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια:

Μάθημα: Στατική ΙΙ 3 Ιουλίου 2012 Διδάσκων: Τριαντ. Κόκκινος, Ph.D. ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΑΞΟΝΙΚΟΣ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΣ, ΘΛΙΨΗ

Κεφάλαιο 7. Θερμοκρασία

ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΤΟΧΗΣ ΥΛΙΚΩΝ. Γεώργιος Κ. Μπαράκος Διπλ. Αεροναυπηγός Μηχανικός Καθηγητής Τ.Ε.Ι. ΚΑΜΨΗ. 1.

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα

Σεισμολογία. Ελαστική Τάση, Παραμόρφωση (Κεφ.2, Σύγχρονη Σεισμολογία) Σώκος Ευθύμιος

Μέθοδος των Δυνάμεων (συνέχεια)

ΛΥΣΕΙΣ άλυτων ΑΣΚΗΣΕΩΝ στην Αντοχή των Υλικών

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια:

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

website:

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Ρευστά. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός.

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ ΠείραμαΚάμψης(ΕλαστικήΓραμμή) ΕργαστηριακήΆσκηση 7 η

Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή

ΦΥΣΙΚΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ

Δομικά Υλικά. Μάθημα ΙΙ. Μηχανικές Ιδιότητες των Δομικών Υλικών (Αντοχές, Παραμορφώσεις)

Πειραματική Αντοχή Υλικών Ενότητα:

ΔΟΚΙΜΗ ΛΥΓΙΣΜΟΥ. Σχήμα 1 : Κοιλοδοκοί από αλουμίνιο σε δοκιμή λυγισμού

7 Η ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. 1. Α/Α Μετατροπή. 2. Οι μαθητές θα πρέπει να μετρήσουν τη μάζα

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

6/5/2017. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Θλίψη Σκυροδέματος. Πολιτικός Μηχανικός (Λέκτορας Π.Δ.

Κεφάλαιο 3 TΑΣΗ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Β ΦΑΣΗ ÅÐÉËÏÃÇ

AΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΥΤΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ΘΕΜΑ 1 ο

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΧΑΛΥΒΑΣ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Πειραματική Αντοχή Υλικών. Ενότητα: Μονοαξονική Θλίψη

Άσκηση 1 Μέτρηση του συντελεστή γραμμικής διαστολής του υλικού μιας μεταλλικής ράβδου

ΤΡΟΠΟΙ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Είναι τρείς και σχηματικά φαίνονται στο σχήμα

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Πειραματική Αντοχή Υλικών. Ενότητα: Μονοαξονικός Εφελκυσμός

Έννοιες φυσικών επιστημών Ι και αναπαραστάσεις

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΡΑΔΙΠΠΟΥ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ Ονοματεπώνυμο:.

Μηχανικές ιδιότητες συνθέτων υλικών: κάμψη. Άλκης Παϊπέτης Τμήμα Επιστήμης & Τεχνολογίας Υλικών

2.5 θερμική διαστολή και συστολή

Μηχανικές ιδιότητες υάλων. Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης (stress-stain)

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1

ΣΥΝΟΨΗ 4 ου Μαθήματος

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις προηγούμενων εξετάσεων ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΙΙ

Συνήθεις διαφορικές εξισώσεις προβλήματα οριακών τιμών

ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 15

ΠEPIEXOMENA. σελ. iii ΠΡΟΛΟΓΟΣ KEΦAΛAIO 1 ΟΡΘΕΣ ΚΑΙ ΙΑΤΜΗΤΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ,

ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ

ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.)

Transcript:

5. Θερμικές τάσεις και παραμορφώσεις Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 1

Περιεχόμενα ενότητας Επίδραση ορθών τάσεων στη μεταβολή του όγκου Τρισδιάστατες αξονικές παραμορφώσεις Υπολογισμός μεταβολής όγκου Επίδραση υδροστατικής πίεσης Επίδραση αξονικής καταπόνησης Υπολογισμός εμβαδού διατομής Υπολογισμός επιμήκυνσης ράβδου δοκού 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 2

Εισαγωγή (1/2) Μεταξύ λοιπόν των ατόµων των στερεών ασκούνται συγχρόνως τόσο ελκτικές όσο και απωστικές δυνάµεις, οι οποίες τα συγκρατούν σε ορισµένες σχετικές μεταξύ τους αποστάσεις, όπου η δυναµική ενέργεια γίνεται ελάχιστη. Για να παραµορφώσουµε ένα στερεό σώµα, πρέπει να µεταβάλλουµε αυτές τις σχετικές αποστάσεις, εποµένως πρέπει να ασκήσουµε εξωτερική δύναµη. Όταν ασκούµε σε ένα στερεό σώµα εξωτερική δύναµη, λέµε ότι το σώµα υφίσταται καταπόνηση. Ανάλογα µε τον τρόπο, που καταπονείται το σώµαέχουµε τα αντίστοιχα είδη παραµορφώσεων. 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 3

Εισαγωγή (2/2) Στην συγκεκριμένη ενότητα θα μελετήσουμε την παραμόρφωση ενός σώματος (στερεού) η οποία θα προέρχεται από δύο αίτια: A. Εξωτερική καταπόνηση λόγω επιβολής εξωτερικού φορτίου (δύναμης). B. Μεταβολή της θερμοκρασίας. Επειδή οι ταλαντώσεις των μορίων γύρω από τη θέση ισορροπίας τους δεν είναι συμμετρικές, εμφανίζεται το φαινόμενο της διαστολής όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, και της συστολής όταν μειώνεται. 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 4

Τριδιάστατες αξονικές παραμορφώσεις Σε ένα ιδεατό στοιχειώδη κύβο με τριδιάστατη καταπόνιση μπορούμε να βρούμε την μετατόπιση σε 3 διαστάσεις αν γνωρίζουμε την ορθή παραμόρφωση στις διευθύνσεις,, : d d d 1 d d d d 1 d d d d 1 d d d d 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 5

Μονοαξονικές Παραμορφώσεις Θεωρούμε ένα ισότροπο υλικό με λόγο Poisson ν. Αν κάθε φορά καταπονείται με ορθή τάση, σ, σε μία διάσταση τότε οι παραμορφώσεις θα είναι ως ακολούθως: Για ορθή τάση : Για ορθή τάση : Για ορθή τάση :,, E E E,, E E E,, E E E 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 6

Επιβολή ορθών τάσεων σε όλες τις διαστάσεις Θεωρούμε και πάλι ένα ισότροπο υλικό με λόγο Poisson ν. Αν τώρα το υλικό καταπονείται με ορθές τάσεις, σ, ταυτόχρονα σε όλες τις διαστάσεις, τότε οι παραμορφώσεις θα είναι ως ακολούθως: 1 ( ) (1) E E E E 1 ( ) (2) E E E E 1 ( ) (3) E E E E 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 7

V Υπολογισμός μεταβολής όγκου ddd (1 )(1 )(1 ) ό V ό (1 ) Άρα: V (1 ) ό αμελητέο διότι 1 1 Οπότε: VV ό V ό ( 1 ) 1 V (4) Όμως επειδή: (4) V E E E E E E E E E 1 2 V E (5 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 ) 8

Περίπτωση υδροστατικής πίεσης Σε αυτή την περίπτωση όλες οι τάσεις είναι θλιπτικές και ίσες με την υδροστατική πίεση. Συνεπώς : οπότε η σχέση (5) γίνεται: V 1 2v 1 2v 3 3 p(1 2 v) p (6) E E E Ορίζουμε ογκομετρικό μέτρο ελαστικότητας (bulk modulus): K p K V E 3(1 2 v) (7) *Εφαρμογή: Να αποδειχθεί ότι ο λόγος Poisson των περισσοτέρων στερεών έχει μέγιστο το 0,5: 1 V 0 ή K 0 12v 0 0 v 2 Από τα ως άνω προκύπτει ότι ασυμπίεστα στερεά (όπως το καουτσούκ) έχουν λόγο Poisson ~0,5 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 9

Λόγοι Poisson Υλικό Λόγος Poisson Καουτσούκ 0,4999 Χρυσός 0,43 Μαγνήσιο 0,35 Τιτάνιο 0,34 Χαλκός 0,33 PMMA (pleiglass) 0,33 Ατσάλι 0,30 μπετόν 0,20 αφρός 0,10 0,40 φελλός ~0,00 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 10

Μεταβολή όγκου σε αξονική καταπόνηση Από τη σχέση (5) επειδή έχουμε καταπόνηση μόνο στον άξονα οι ορθές τάσεις, είναι μηδέν. Συνεπώς: Αντίστοιχα: 1 2 v e ( ) ή αλλιώς e (1 2 v) E 1 2 v e ( ) ή αλλιώς e (1 2 v) E 1 2 v e ( ) ή αλλιώς e (1 2 v) E 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 11

Θερμική διαστολή Κρύο Ζεστό 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 12

Παραμόρφωση από μεταβολή θερμοκρασίας Το δεύτερο αίτιο που θα μελετηθεί στα πλαίσια του μαθήματος το οποίο προκαλεί παραμόρφωση των στερεών είναι η μεταβολή της θερμοκρασίας. Ας θυµηθούµε ότι στα στερεά σώµατα τα γειτονικά µόρια συγκρατούνται αλληλεπιδρώντας µε ισχυρές δυνάµεις. Το καθένα δονείται γύρω από µια σταθερή θέση. Όταν το σώµα θερµαίνεται, τα µόρια κινούνται ταχύτερα. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα την αύξηση της απόστασης των µορίων. ηλαδή, κατά τη διαστολή, δεν αυξάνεται το µέγεθος των µορίων, αλλά οι μεταξύ τους αποστάσεις. 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 13

Παραδοχές συμπεριφοράς σωμάτων για θερμοκρασιακές μεταβολές Η μεταβολή της θερμοκρασίας επηρεάζει τις ελαστικές σταθερές. Για μικρές μεταβολές της θερμοκρασίας θεωρούμε ότι δεν μεταβάλλονται οι ελαστικές ιδιότητες των σωμάτων. Η μεταβολή της θερμοκρασίας διαστέλλει ή συστέλλει ένα σώμα είτε είναι ελεύθερο τάσεων είτε όχι. Στα ομογενή και ισότροπα υλικά οι παραμορφώσεις που οφείλονται στην μεταβολή της θερμοκρασίας είναι ομοιόμορφες σε όλες τις διευθύνσεις. Επομένως δεν αναπτύσσονται διατμητικές παραμορφώσεις. 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 14

Πειραματικός προσδιορισμός ε~f(t) Ας θεωρήσουμε την περίπτωση που έχουμε μία ομογενή ράβδο ΑΒ ομοιόμορφης, εγκάρσιας διατομής της οποίας το ένα άκρο είναι ελεύθερο και της επιβάλουμε μία μεταβολή θερμοκρασίας. Αν το σώμα είναι ελεύθερο να μεταβάλλει τις διαστάσεις του όπως αυτό του σχήματος τότε το σώμα δεν μεταβάλλει την εντατική του κατάσταση όμως παραμορφώνεται κατά [ δτ ] λόγω της ΔΤ. 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 15

Υπολογισμός παραμόρφωσης λόγω ΔΤ σε ράβδο με ελεύθερο άκρο L Ισχύουν: (1) και at (2) L (1),(2) L al T Στο συγκεκριμένο παράδειγμα που δεν περιορίζεται η διαστολή ή η συστολή δεν εμφανίζονται τάσεις στο σώμα. Δηλαδή σ=0. L o Ο συντελεστής α ονομάζεται συντελεστής θερμικής διαστολής και εκφράζεται σαν μία ποσότητα ανα βαθμό C ή K. 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 16

Νόμος θερμικής διαστολής Ο νόµος αυτός µε λόγια λέει ότι: Η αύξηση του µήκους ( L) µιας ράβδου, όταν µεταβληθεί η θερµοκρασία της κατά Τ, είναι ανάλογη του αρχικού µήκους της (L ο ), ανάλογη του ( Τ), ενώ εξαρτάται και από το συντελεστή γραµµικής διαστολής, α, του υλικού: Δ Δ 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 17

Ανάπτυξη θερμικών τάσεων λόγω πάκτωσης της ράβδου Είδαμε πρίν ότι η μεταβολή του μήκους λόγω ΔΤ είναι: Λόγω πάκτωσης (περιορισμού) θα αναπτυχθεί δύναμη P που αναλύεται σε: PL P AE Η πάκτωση επιβάλλει: ( T) L PL T P 0 a( T) L 0 A E P Ea( T ) A 5. Θερμικές Τάσεις και Παραμορφώσεις/ Μηχανική Υλικών 2015 18