L`application de dilatation linéaire dans l`ingénierie

Utilisez les Coefficients de la boîte à outils d`ingénierie de la table d`extension linéaire pour déterminer le taux d`expansion pour un matériau par pouce, par changement de température. Par exemple, le taux de l`acier est de 7,3 fois 10 aux moins de 6 pouces par degré Fahrenheit. Pour convertir la notation scientifique en nombres réels, un cube d`acier de 1 pouce d`un côté se développe 0,0000073 de pouce lorsque la température augmente de 1 degré Fahrenheit. Ceci est d`environ 1/50 de l`épaisseur d`un cheveu.

Vous pouvez penser que l`expansion de 1/50 de l`épaisseur d`un cheveu pour l`acier est pas beaucoup, mais les coefficients de dilatation additionne. Par exemple, le pont Mackinaw dans le Michigan est à 5 miles de longueur. Ceci convertit à 316,800 pouces. En hiver, les températures dans le Michigan peuvent plonger à moins 20 degrés Fahrenheit, et en été peuvent atteindre 90 degrés Fahrenheit. Ceci est une différence de température de 110 degrés. Multipliant .0000073 par 316.800 par 120 donne 254 pouces, soit environ 21 pieds d`expansion ou de contraction.

Le problème du pont de Mackinaw est un petit exemple des millions de dilatation et de contraction des problèmes ingénieurs surmontent tous les jours. Les ingénieurs conçoivent articulations mobiles spéciales, appelées joints de dilatation, pour permettre une certaine "donner" pour le problème de dilatation / contraction. Si le pont Mackinaw n`a pas de joints de dilatation, il se déchirer ses supports lors de l`expansion. Le pont Mackinaw a 31 joints de dilatation stratégiquement placés. Ces joints verrouillent comme des doigts, et glisser sur l`autre lorsque le pont se déplace. Béton dilate et se contracte également. Driveways ont des bandes noires à des intervalles prédéfinis - ce sont des joints de dilatation pour le béton. Si elles ne sont pas là, le béton se fissure, en raison de contraintes internes accumulées par l`expansion.

Les différents matériaux placés à côté les uns des autres posent leurs propres problèmes. De nombreux moteurs d`automobiles ont jeté des blocs de fer, mais culasses en aluminium. Le coefficient d`aluminium de dilatation linéaire est plus que le fer de. Lorsque le moteur atteint sa température de fonctionnement, si les têtes se dilatent trop, les boulons à tête peuvent se briser. Une fois refroidi, les boulons à tête peuvent se desserrer. Les ingénieurs ont résolu le problème en développant un boulon à tête spéciale appelée un boulon d`étirement. les vis d`étirement sont constitués d`un composé d`acier spécial, et étirer littéralement lorsqu`il est chauffé. Lorsque la tête de l`aluminium se dilate, les tronçons de boulons, de sorte qu`il ne se cassera pas. Lorsque la tête se refroidit, il se rétracte. Un boulon d`étirement est presque comme un ressort, capable de dilater et se contracter.