熱膨張による金属の寸法変化と考え方、計算の仕方
- 金属の熱膨張について、中実シャフトと中空パイプの膨張の仕方をご紹介します。
- 具体的な例として、外径３０ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２０ｍｍの中実シャフトの場合の変化を解説します。
- また、外径３０ｍｍ、長さ２０ｍｍの中実シャフトの場合の変化も説明します。
- 締切済み
熱膨張について
熱膨張について、ご教示願います。 温度が上昇すると金属は膨張して寸法が変わるようですが、 中実シャフトと中空パイプでは膨張の仕方はどのようになりますか？ 考え方、計算の仕方がわかっておりません。 よろしくおねがいします。 例えば 外径３０ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２０ｍｍの中実シャフトで、温度が２０度→１００度に変化した場合、外径寸法、内径寸法、長さはどのように変化しますか？ また、外径３０ｍｍ、長さ２０ｍｍの中実シャフトの場合は外径寸法、長さはどのように変化しますか？
- 金属
- 回答数1
- ありがとう数0
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
みんなの回答
私は銅合金を主体に仕事をしているので、熱膨張率を17x10＾-6(mm/℃)として計算してみます。 ＞外径３０ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ２０ｍｍの中実シャフトで、温度が２０度→１００度に変化した場合、外径寸法、内径寸法、長さはどのように変化しますか？ 外径は30mmx17x10＾-6x100℃=0.051mm。よって30.051mmになります。 内径は25mmx17x10＾-6x100℃=0.0425mm。よって25.0425mmになります。 長さは20mmx17x10＾-6x100℃=0.034mm。よって20.034mmになります。 >外径３０ｍｍ、長さ２０ｍｍの中実シャフトの場合は外径寸法、長さはどのように変化しますか？ 外径は30mmx17x10＾-6x100℃=0.051mm。よって30.051mmになります。 長さは20mmx17x10＾-6x100℃=0.034mm。よって20.034mmになります。 中空も中実も同じ熱膨張になります。 が一般的な答えですが、さるサル さんのご質問が、「中空と中実では熱膨張が違ってくるのでは？Φ３０Ｘ２０の熱膨張後の寸法が違ってくるのでは？」という意味ならば、上記の答えでは満足できませんね。 ちなみに私も昔、同じ様な疑問があったので質問させてもらいました。 トップに戻って、投稿検索で「非鉄リングの内径／外径の熱膨張係数」で検索してみてください。 また、類似な質問で「焼きばめ時の内径の膨張係数」というものもありました。 参考まで。
関連するQ&A
- 円筒金属の熱膨張について
熱膨張について、ご教示願います。 温度が上昇すると円筒金属は外径、内径共に膨張しますが、 外径が膨張できない場合、膨張の仕方はどのようになりますか？ 金属の種類は問いません。考え方、計算の仕方がわかっておりません。 よろしくおねがいします。 例えば 外径500mm、内径250mm、長さ1000mmの円筒金属が内径500mmのブロック内にある場合(円筒金属とブロックとの隙間は0mm、 円筒金属の長さ方向はブロック内にはない)、円筒金属の温度が20度→100度に変化し、 ブロックは金属の種類等が異なり熱膨張しないと仮定した場合、円筒金属の内径寸法、長さはどのように変化しますか？ また、上記円筒金属の長さ400mmから600mmの間は円筒金属の外径が499mmでブロックとの間に隙間がある場合、円筒金属の外径は膨張できるので、 円筒金属の内径はその部分のみ変化しますか？
- 締切済み
- 金属
- 金属の熱膨張について質問です。
金属の熱膨張について気になることがあります。 φ1000.00mmの丸棒状の金属（鉄）を測定し、室温２０度 製品温度３０度だった場合、 1000*0.000011*(30-20)=0.11 約0.11mmの温度補正が必要だと思うのですが、同じ丸棒状の金属でφ500.00mmの穴が開いているパイプ状でも同じ温度補正で大丈夫なのでしょうか？ 私の勘違いなのかもしれませんが、パイプ状は穴が開いてない素材より良く膨張し、収縮してるような気がします。 このまま同じ補正の仕方で加工していいのか悩んでいます。 宜しくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 金属パイプが熱膨張・収縮すると内径は？
金属を加熱/冷却すると膨張/収縮しますが、それがパイプ状であった場合、あるいは金属塊に穴があいているような場合、その内径はどのように変化するでしょうか。日常的な温度範囲（冷凍庫～熱湯ぐらい）での質問です。
- ベストアンサー
- 物理学
- アルミパイプの膨張について。
技術の森をご覧の皆様いつもお世話になっております。 皆様の意見をお聞かせ下さい。 アルミ丸パイプの膨張について質問です。 外径φ50.0mm 内径φ40.0mmのアルミ丸パイプがあります。 このアルミパイプの内径をφ40.1mmに膨張させたい場合、何度くらいの熱を加えればいいのか教えて下さい。 皆様のご意見お待ちしております。
- ベストアンサー
- 金属
- 膨張率
お世話になります。 ワークの材質がSUS304（膨張係数17.3×10⁻6）で、内径寸法200㎜です。 シリンダーゲージをマイクロメーター（膨張係数12.2×10⁻6）で０調整し測定しました。 ワークの温度は15℃、マイクロメーターの温度は21℃です。 測定値が200.02でした。 ワーク→200㎜×17.3×10⁻6×－5℃＝－0.017 マイクロメーター→200㎜×12.2×10⁻6×1℃＝0.002 測定値200.02－0.017＋0.002＝200.005 この考え方で正解でしょうか？ 測定器の膨張分（0.002）を足すのか引くのか迷っています。 上記の条件で外径200㎜をマイクロメーターで測定した場合は 0.002の膨張分を引いてあげれば宜しいでしょうか？ 考え方をご伝授下さい。 お忙しいところ恐縮ですが、宜しくお願い致します。
- ベストアンサー
- 測定・分析
- 熱膨張後の穴深さ変化は？
添付図のような止まりの穴が円柱に空いている場合、温度上昇で熱膨張した場合の穴深さ（Ｂ寸法）は、下記計算式で求めてよいですか？ Ａ＝（Ｃ×（１－α×ΔＴ））－（Ｂ×（１－α×ΔＴ）） ここで Ａ：底厚さ Ｂ：穴深さ Ｃ：全長 α：材料の線膨張係数 ΔＴ：温度上昇変化（℃） また２０℃でＢ深さを実測した情報しかない場合、その実測した深さから温度上昇したときの深さ寸法を温度補正換算できることは可能ですか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 非鉄リングの内径／外径の熱膨張係数
たとえばφ(50-40)X厚み10のリング状の銅をろう付します。相手部材との熱膨張が違うので、はめ合いが難しく困っています。銅の線膨張は約１７X10^-6 ですが、内径と外径では膨張率が違うと思いますし、厚みによっても違ってくるようにも思いますし、線膨張でなく体積膨張で考えないといけないような気もしています。リングのサイズは上記以外に複数あります。なにかよい設計基準はないでしょうか。 >中実のディスクの線膨張は外径側だけにのびるので、外径Ｘ係数Ｘ温度で良いようですが、リングになると内径側にも膨張するので、係数が変わってくるようなのです。 >中空は内径側にも膨張するので、中実の熱膨張率と差があると思い、この質問をたてさせてもらいました。いかがでしょうか。 この疑問が解けずにいます。はやり中実でも中空でも熱膨張は同じでしょうか。 各位よりいろいろ回答いただきましてありがとうございました。いったん、このスレッドは締め切らせていただきますが、ご助言ありましたらよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 溶接・組立技術
- 金属の熱膨張する方向について教えて下さい
粉末ハイス（ＨＡＰ40）を筒状（外径φ20×内径φ12×Ｌ55）に成形して530度の環境で使用したいのですが、熱膨張したときの材料の伸びる方向が分かりません。特に内径と外形の変化について教えていただきたいです。宜しくおねがいします。 （ＨＡＰ40の熱膨張係数は、500度・・・11.3×10-６乗/℃） 外径は外側（広がる方向）に伸びると思うのですが、内径は、径が小さくなるのか、径が広がるのか教えて下さい。
- 締切済み
- 金属
- 温度変化による寸法変化について・・・
筒状の物の内径寸法を測りたいのですが、温度変化による寸法変化をどう考えればよいのでしょうか？材質は真鍮なので線膨張係数は 0.000019/℃ ですよね（？）。基準内径をφ3mmとすると 0.000057mm/℃ 変化すると考えてよいのでしょうか？また温度が上がると内径は大きくなるのでしょうか？ちなみに、温度は22℃～28℃くらいです。
- ベストアンサー
- その他（学問・教育）
