Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 37 - Upprepade termiska belastningar, av E W Parkes
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Upprepade termiska
belastningar
E W Parkes, Ph.D., Cambridge, England
539.319
624.042.5
De problem, som temperaturväxlingar i en
konstruktion ger upphov till, är inte nya, och
det kan vara instruktivt att till en början se,
hur man löst dem på välkända områden inom
tekniken. Den ena ändan av en bro läggs
sålunda på rullar, för att värmeutvidgningen
skall kunna försiggå fritt. Kolven i en
förbränningsmotor har ett visst spel i förhållande till
cylindern, och tätning åstadkoms av flexibla
kolvringar. I rörledningar och järnvägsräls har
man förbindningar, som ger de ingående
delarna en viss rörlighet i förhållande till
varandra. I alla dessa fall får man
värmeutvidgning men inga värmespänningar.
Inom teknikens äldre grenar undviker man
alltså värmespänningar. Särskilt lägger man
då märke till att värmespänningar inte uppstår
i statiskt bestämda konstruktioner. Detta kan
tillämpas i vissa flygplansdetaljer. Man kan
t.ex. förhindra värmespänningar i vingarna
genom att utforma spanten som fackverk eller
genom att korrugera dem.
Tyvärr kan man inte alltid välja en sådan lös-
Sammandrag av föredrag i Föreningen för
Skeppsbyggnadskonst och Flygteknik den 9 april 1958.
Fig. 1. Värmespänningar i modell, där båda
stängerna består av samma material.
ning. Många konstruktioner måste vara statiskt
obestämda, och i så fall kan värmespänningar
uppstå.
Elastiska värmespänningar
Den enklaste statiskt obestämda
konstruktionen, fig. 1, består av två parallella stänger,
tillverkade av samma material och förenade
i ändarna. En yttre värmekälla upphettar
stång i, medan ledning, strålning m.m. från
stång i höjer temperaturen hos stång 2. Denna
kan i sin tur förlora värme till något yttre
föremål. Då temperaturen varierar, uppstår
spänningar i stängerna, vilka lätt kan
beräknas, om det förutsätts, att sträckgränsen ej
överskrids. Här och i fortsättningen får o
beteckna spänning, A tvärsnittsyta, T
temperatur, ce värmeutvidgningskoefficient och E
elasticitetsmodul. De storheter, som hänför sig till
stång 1, förses med index 1, och motsvarande
gäller för stång 2. Uttrycken för spänningarna,
fig. 1, visar att man bör hålla
temperaturdifferensen T1—T2 så liten som möjligt vid en
statiskt obestämd konstruktion. Detta kan man
uppnå antingen genom att placera ett
värme-isolerande skikt på utsidan eller genom att
öka värmeflödet mellan delarna. Det
sistnämnda kan t.ex. åstadkommas genom lämpligt
materialval.
Denna metod att minska värmespänningarna
är emellertid endast av värde, då man har
transienta fenomen och temperaturen får vara
densamma i hela konstruktionen vid
fortvarighetstillstånd. Det kan emellertid vara
nödvändigt att hålla en viss del vid en temperatur
som skiljer sig från andra delars, t.ex. för att
skapa lämplig omgivning för besättning, för
radarutrustning eller för bränsle.
Vi undersöker därför, om
värmespänningarna kan minskas på annat sätt. Vi utgår då från
en modell, som skiljer sig från den förra genom
att stängerna består av olika material, fig. 2.
Av uttrycket för spänningarna framgår att
kvantiteten oc^T^—oc2T2 nu skall ges minsta
möjliga värde. Detta är emellertid inte så enkelt
som det kan förefalla vid första påseende. Man
TEKNISK TIDSKRIFT 1 958 955
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
