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金属の熱膨張による押す力
- 金属の熱膨張による押す力について、φ1500の金属ｲﾝｺﾈﾙ600の厚み4mmのパイプにヒーターを取り付け、600℃に昇温するとどれくらいの力が発生するのか疑問です。
- 具体的には、パイプの片方を固定し、反対側でどのくらいの力がかかるのか知りたいです。
- 質問者は、パイプが伸びることによって発生する力について詳しく知りたいと述べています。
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回答じゃないけど 似たような実験したことあるが ｲﾝｺﾈﾙ600 成 分 （wt％） Cr=16 Fe=7.5 Ni+Co=Bal 融点 1371℃～1427℃ 鉄融点 1200℃～1500℃ ちなみに刀鍛治がトンテンカンするのは800度前後 何が言いたいのかと言うと 温度によりやわらかくなってるってことをだれも考慮してないよ
線膨張係数×変化温度（600℃－20℃）×長さで、伸び量が算出できます。 それが、伸びないままで固定されているので、その力は縦弾性係数 を用いて計算します。 後は、用語検索をして、関連サイト資料で実用内容を確認下さい。 その方が、頭に残りますし、今後の調べ方のバイブルになります。
横の伸びた時でもこの計算でよろしいのでしょうか？ →片方固定でもう片方に物が取り付けてるとしたら何kgの力でその物を押すのでしょうか？
インコネルの線膨張率は11.5×10^-6 ですから パイプ長さＬとすれば 温度上昇580℃に対し，のびδ＝580・11.5×10^-6・Ｌ＝6670×10^-6・Ｌmm となります。 荷重に換算すれば P＝E・A・(δ/L)＝6670×10^-6・EA となります。 ここにＥは縦弾性係数，Aは断面積です。
片方固定でもう片方に物が取り付けてるとしたら何kgの力でその物を押すのでしょうか？
パイプの片方が固定されていても，もう一方がフリーならば，単にパイプが伸びるだけ(＝自由膨張)ですので，応力はゼロと考えて問題ありません。つまり，力もゼロです。ちなみに軸方向の自由伸び：?Lは，パイプ長：L，温度上昇：?Tとして， ?L＝α・L・?T ただし，両端とも固定されているとすれば，熱応力が発生します。径方向の変形量は無視できるとすれば，インコネルの線膨張係数：α，インコネルのヤング率：Eとすると，熱応力σは， σ＝E・α・?T これに断面積を掛けてやれば，両端固定部によってパイプ軸方向に圧縮される力が概算できます。
お礼
ご回答ありがとうございました。 回答に質問させていただきました。 また、よろしくお願いします。