假如外径140mm 内孔110mm 加热到240度 内孔变为多大?材质
假定室温为20°C ,膨胀系数为0.000012,温度上升了220°C ,则内
孔110+110*220*0.000012=110.29MM ,外径
140+140*220*0.000012=140.37MM ,这是理论数据,实际数据会
受材料成分、纹向、加热温度不均匀、热膨胀系数本身误差等影响
而有偏差。铸铁碳钢
铸铁
热膨胀系数(Thermal expansion coefficient )
物体/材料由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p不
变)下,单位温度变化所导致的体积变化,即热膨胀系数表示。
热膨胀系数有:线膨胀系数α、面膨胀系数β和体膨胀系数
线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT),
面膨胀系数β=ΔS/(S*ΔT),
体膨胀系数γ=ΔV/(V*ΔT),
式中ΔL为所给长度变化ΔT下物体温度的改变,L为初始长度;ΔS
为所给面积变化ΔT下物体温度的改变,S为初始面积;ΔV为所给体
积变化ΔT下物体温度的改变,V为初始体积;
严格说来,上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近
似;准确定义要求ΔV与ΔT无限微小,这也意味着,热膨胀系数在
较大的温度区间内通常不是常量。
温度变化不是很大时,α就成了常量,利用它,可以把固体和液体
体积膨胀表示如下:
Vt=V0(1+3αΔT),
而对理想气体,
Vt=V0(1+0.00367ΔT);
Vt、V0分别为物体末态和初态的体积
对于可近似看做一维的物体,长度就是衡量其体积的决定因素,这
时的热膨胀系数可简化定义为:单位温度改变下长度的增加量与的
原长度的比值,这就是线膨胀系数。
对于三维的具有各向异性的物质,有线膨胀系数和体膨胀系数之分
。如石墨结构具有显著的各向异性,因而石墨纤维线膨胀系数也呈
现出各向异性,表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于
宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个,普遍认可的有Mrozowski算式:α=A αc+(1-A)αa
αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率,A被称为“结构端面”参
内孔直径(mm)
初始温度℃
最终温度℃膨胀系数/℃系数(有效率)膨胀量(mm)580
18900.00000920.60.2305152120
26900.00001150.650.05740860101600.00000920.650.05382