Nästan alla material upplever en liten deformation som svar på temperaturförändringar. De expanderar när de upphettas och kontraheras när de kyls. Detta är en viktig faktor att överväga för maskindelar eller strukturella komponenter som existerar i miljöer med varierande temperaturer. Om en del expanderar kan den skapa påfrestningar på andra konstruktionsdelar och eventuellt orsaka misslyckande. Den exakta deformationen av något objekt beror på dess geometri och dess konstanta värmeutvidgning.

Steg

Titta på materialets konstanta värmeutvidgning. Termisk expansionskonstant är en kvantitet som berättar den procentuella förändringen i längden av ett material för varje grad av temperaturförändring. Till exempel kommer en tum aluminium att bli 0.0000131 tum längre när den upphettas med 1 grad Fahrenheit.

Bestäm temperaturhöjningen som cylindern utsätts för. Förmodligen utformades delen vid en bastemperatur, såsom rumstemperatur, vid vilken den inte upplever någon termisk spänning. Hitta skillnaden mellan bastemperaturen och den maximala eller minsta temperaturen som cylindern utsätts för.

Beräkna spänningen. Stammen är en dimensionslös mängd som motsvarar längdändringen över ursprungslängden. Du kan beräkna spänningen genom att multiplicera expansionens termiska konstant genom temperaturförändringen.

Hämta cylinderns höjd och diameter. Du kan mäta dessa kvantiteter eller få dem från förbestämda specifikationer.

Multiplicera stammen genom antingen diameteren eller höjden på cylindern för att hitta ändringen i längden i båda riktningarna. Om cylindern sitter i en ficka eller en ärm och du behöver veta dess omkretsförändring, multiplicera ändringen i diameter med numret pi (3.14).

Tips

En cylindervolym motsvarar pi gånger torget i sin radie gånger sin höjd. För att hitta volymförändringen på grund av termisk expansion, beräkna måtten före och efter expansionen och använd formuläret för volym i varje enskilt fall. Kom ihåg att radie är halva diametern.