Uitzetting materialen berekenen
Beschrijving
Bereken de lengteverandering van een materiaal door temperatuurverandering. Gebaseerd op de formule ΔL = α × L × ΔT voor lineaire uitzetting. Inclusief thermische spanning bij volledige inklemming en dilatatie-advies.
Invoer velden
Resultaten
Met deze calculator bereken je hoeveel een materiaal uitzet of krimpt bij een temperatuurverandering. Vul de beginlengte in en kies het materiaal. Het temperatuurverschil (ΔT) is het verschil tussen de montagetemperatuur en de maximale of minimale bedrijfstemperatuur, een stalen dakgoot gemonteerd bij 10°C kan in de zomer 60°C bereiken, wat een ΔT van 50 K geeft. Gebruik een negatieve waarde bij afkoeling.
Als een materiaal niet vrij kan uitzetten, omdat het tussen twee wanden is ingeklemd of vastgezet met boutverbindingen, ontstaat er thermische spanning. De tool berekent deze spanning bij volledige inklemming op basis van de elasticiteitsmodulus van het gekozen materiaal. Voor hout is vochtuitzetting (zwellen en krimpen) in de praktijk een grotere factor dan thermische uitzetting.
Formulas:
-
alpha_effectief = if(uitzettingscoeff == 0, uitzettingscoeff_custom, uitzettingscoeff)
-
e_modulus = if(uitzettingscoeff == 12, 210000, if(uitzettingscoeff == 23, 70000, if(uitzettingscoeff == 17, 120000, if(uitzettingscoeff == 29, 100000, if(uitzettingscoeff == 11, 30000, if(uitzettingscoeff == 10, 70000, if(uitzettingscoeff == 4, 11000, if(uitzettingscoeff == 80, 3000, if(uitzettingscoeff == 5, 141000, if(uitzettingscoeff == 150, 3000, 0))))))))))
-
delta_l = round(alpha_effectief * 0.000001 * beginlengte * temperatuur_verschil * 1000, 2)
De lengteverandering ΔL = α × L × ΔT in millimeter. Een positieve waarde is uitzetting, een negatieve waarde is krimp. -
uitzetting_per_meter = round(alpha_effectief * 0.000001 * temperatuur_verschil * 1000, 3)
De uitzetting per strekkende meter. Gebruik dit getal direct voor het bepalen van de breedte van dilatatievoegen. -
eindlengte = round(beginlengte + alpha_effectief * 0.000001 * beginlengte * temperatuur_verschil, 4)
De eindlengte van het materiaal na temperatuurverandering. -
thermische_spanning = round(e_modulus * alpha_effectief * 0.000001 * temperatuur_verschil, 1)
De thermische spanning σ = E × α × ΔT die ontstaat als het materiaal volledig ingeklemd is en niet kan uitzetten. Alleen berekend voor materialen uit de lijst. Bij handmatige α-invoer is de E-modulus niet bekend. -
dilatatie_advies = if(uitzettingscoeff == 4, 'Hout: thermische uitzetting langs de nerf is gering. Let op dat vochtuitzetting (zwellen en krimpen) dwars op de nerf in de praktijk een veel grotere factor is dan temperatuuruitzetting.', if(abs(delta_l) < 2, 'Verwaarloosbaar voor de meeste constructies. Standaard speling in boutgaten en aansluitingen is voldoende.', if(abs(delta_l) < 10, 'Matig. Zorg voor voldoende speling in boutgaten of aansluitingen. Overweeg gleufgaten bij vastgezette verbindingen.', 'Groot. Dilatatievoorzieningen zijn noodzakelijk: pas dilatatievoegen, glijoplegrubbers of vrije uiteinden toe om schade aan de constructie te voorkomen.')))
Indicatief advies op basis van de berekende lengteverandering conform gangbare bouwtechnische vuistregels.
Berekening informatie
Meer over thermodynamica
Ontdek meer tools gerelateerd aan thermodynamica