Expansión termica

DEFORMACIÓN QUE CAUSAN LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA



Al presentarse un cambio de temperatura en un elemento, éste experimentará una deformación axial, denominada deformación térmica. Sila deformación es controlada, entonces no se presenta la deformación, pero si un esfuerzo, llamado esfuerzo térmico. Los casos más generales de deformación y esfuerzo térmicos, son:Puentes y elementos estructurales, donde se puede pasar de temperaturas iniciales de – 30 °F a 110 °F .

Vehículos y maquinaria.

Piezas de máquinas con calentamiento excesivo, comomotores, hornos, cortadores de metal, trenes de laminación, equipo de moldeo y extrusión de plástico, equipo procesador de alimentos, compresores de aire, y mecanismos industriales.



Losmateriales poseen una propiedad denominada como coeficiente de expansión térmica (a), el cual permite calcular la deformación térmica respectiva. En el sistema ingles, la unidad del coeficiente deexpansión térmica es °F1 , y en el sistema internacional es °C -1 .

La deformación térmica (d) depende del coeficiente de expansión térmica (a), de la longitud del elemento (L) y del cambio detemperatura ( DT)6 se puede calcular como:

d = a L DT (38)

MOTT, 1999, sugiere los siguientes valores de coeficientes de expansión térmica, mostrados en los cuadros 9, 10 y 11:Cuadro 9: Coeficientes de expansión térmica de compuestos seleccionados, x 10 -6.




L o n g i


t u d i n al


T r a n s


v e r s a l
MATERIAL


°F -1


°C -1°F -1


°C -1

Vidrio / fibras epóxicas unidireccionales


3.50


6.30


11.00


19.80

Aramida / fibras epóxicas unidireccionales


-1.10


-1.98


38.0068.40

Carbón / fibras epóxicas unidireccionales


0.05


0.09


9.00


16.20

Carbón / fibras epóxicas cuasi - direccionales


1.60


2.88


1.60


2.88...