金属材料の熱膨張・熱応力計算

6つの拘束条件について、長手・幅・高さ方向の寸法変化と熱応力を算出します。

本計算結果は参考値です。実際の設計・製作・運用は、使用者の責任において安全性を確認してください。

入力条件

長方形

加熱で自由伸びがすきまを超えた時だけ剛体ストッパーに接触します。冷却時は離れるものとします。

片端固定で高さ方向に直線的な温度分布を仮定し、上下面の平均温度で各方向の伸びを計算します。

計算結果

両端自由中央を基準に両端へ自由に伸縮します。

実際の寸法変化

長手方向 ΔL
幅方向 ΔB
高さ方向 ΔH
変化後の長さ L₂
平均温度差 ΔT
自由伸び(比較値)
断面積 A
部材重量
熱応力 σ
軸方向反力 F
降伏強さとの比較
状態
曲率 κ
曲率半径 R
片持ち先端の熱反り量小変形近似 y ≈ κL²/2
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前提:均質・等方・線形弾性材料、断面内一様温度(条件6を除く)、幅・高さ方向は無拘束として計算します。短手方向には自由熱膨張と軸応力によるポアソンひずみを含めます。局部拘束、接合部変形、座屈、クリープ、塑性変形は別途検討してください。