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標題: 一個圓環在加熱狀態下，關于膨脹方向 [打印本頁]

作者: 召喚師170 時間: 2012-8-2 22:28
標題: 一個圓環在加熱狀態下，關于膨脹方向
我一直沒搞清楚，一個圓環在加熱狀態下，它的內環和外環都是向外擴張的，導致內、外圓直徑都變大。但是按照熱脹的原理，圓環在加熱的情況下不是整體變大的嗎？也就是說它的內環應該是被壓小的。

麻煩能給新手解釋一下這個原理，最好能從最根本的理論解釋，而不要熱脹冷縮那么簡單。

謝謝。

作者: cvn_77 時間: 2012-8-3 08:45
雖然內外環都變大，但因為受力原因，變形量應該是不同的，請會受力分析的同學解釋一下

作者: 風追云 時間: 2012-8-3 11:13
本帖最后由風追云于 2012-8-3 11:18 編輯

熱脹冷縮的本質是溫度升高時，熱運動增強,分子平均動能增大，分子運動范圍擴大，所以固體體積也就變大了；溫度降低時剛好相反。
因此畫了個草圖，猜想一下：
圖中假設此環形零件由兩圈分子組成。加熱前，分子的各向間距均為k1，圓環內徑為d1；加熱后，分子的各向間距變成k2，圓環內徑變成d2。因為k2必須大于k1，所以d2也要大于d1。

作者: 江湖一劍 時間: 2012-8-3 11:49
跟內外環尺寸比和厚度有關，理想的考慮是增大了，其實由于加熱，金屬都要膨脹，由于相互牽扯，金屬內會產生熱應力，不能向外擴張的金屬內環只能向里擴張。實際中也是如此。這個作為一個物理考試題是不完美的。

作者: 楊云123 時間: 2012-8-3 12:11

江湖一劍發表于 2012-8-3 11:49
3 D7 a$ Z( V' k( U: u. l跟內外環尺寸比和厚度有關，理想的考慮是增大了，其實由于加熱，金屬都要膨脹，由于相互牽扯，金屬內會產生 ...

給具體在解釋一下吧。我也做過這樣的一個套實驗過。當時想用過盈配合和軸進行連接，用加熱后連接的方法。我不知道加熱后的變形量，所以車了這個東西用火烤了一下。結果外廓倒是變大了內孔沒有變大反而變小了，當時領導還說是我量的不對。

作者: 召喚師170 時間: 2012-8-3 17:43

風追云發表于 2012-8-3 11:13 . r! ^' V& f) U! k9 F B! S; |
熱脹冷縮的本質是溫度升高時，熱運動增強,分子平均動能增大，分子運動范圍擴大，所以固體體積也就變大了；溫 ...

這個解釋好像不錯！

作者: 極速北極光 時間: 2012-8-4 10:26
應該是外徑變大，內徑變小

作者: militery1 時間: 2012-8-4 10:28
這讓我想起了武林外傳里的那個古代犯人枷鎖

作者: 江湖一劍 時間: 2012-8-4 12:11
給具體在解釋一下吧。我也做過這樣的一個套實驗過。當時想用過盈配合和軸進行連接，用加熱后連接的方法。我不知道加熱后的變形量，所以車了這個東西用火烤了一下。結果外廓倒是變大了內孔沒有變大反而變小了，當時領導還說是我量的不對。
捕獲.JPG (11.83 KB,
是這樣的，比如一個理想薄套，他看到是內外徑向都是擴大的，但是實際中的套有很多厚套，假如你把套分成兩層，假設都是擴大的，但是外層的套和內層的套擴大的不一致，假如內層的外徑比外層的內徑還擴的大，就產生了內應力，而內層的套由于不能外擴而向里擠壓。不知道我說清楚了沒有。

作者: wayyhlp 時間: 2012-8-21 11:10
我認為就得看壁厚就好比O型圈受熱的時候不光線徑變粗 O型圈的中徑也會變大的啊這就看哪個作用大了如果線徑變大的多那么內徑就變小反之內徑變大

作者: 小村先生 時間: 2012-8-21 22:47
學習

作者: 手心的魚 時間: 2012-8-22 15:51
其他尺寸的不太清楚，經我手做的熱漲配合的外圈的壁厚一般在25毫米左右，內孔直徑150高30左右的Q235-A的圓環放電阻爐升溫，過盈量在0.5~1毫米之間（看具體要求），溫度在550~650度的時候內孔膨脹量是最大的，可以輕松套進直徑150.5~151毫米的圓柱體，但繼續升溫后內孔反而變小，憑經驗一般燒到暗紅色就可以拿出來裝配。

作者: 訛誤佛一 時間: 2012-8-22 16:01
應該都變大！~

作者: jiangdandan 時間: 2012-8-23 09:47
學習了

作者: huwuran 時間: 2012-8-23 15:39
之前確實燒過以后套不進的軸變得能套進去了

作者: 11082301 時間: 2012-8-24 09:03

手心的魚發表于 2012-8-22 15:51 其他尺寸的不太清楚，經我手做的熱漲配合的外圈的壁厚一般在25毫米左右，內孔直徑150高30左右的Q235-A的圓環 ...

謝謝你的分享，下次裝配時試下！

作者: 天上飄云 時間: 2012-8-25 22:40
加熱圓環只有內孔半徑大于壁厚的情況下才會使內孔受熱變大，反之則會縮小，這在彈性力學中有詳細解釋。
在常用機械裝配中，只有薄壁套才能用熱膨脹進行裝配。

作者: 愛像一條琴弦 時間: 2012-10-12 13:07
樓主這個問題你搞懂了嗎，最近我們也遇到類似問題，返工了。

作者: 召喚師170 時間: 2012-10-12 13:21

愛像一條琴弦發表于 2012-10-12 13:07
! V9 y; ]3 B3 |$ E' i樓主這個問題你搞懂了嗎，最近我們也遇到類似問題，返工了。

還沒搞懂，有人說在材料力學里面有解釋，我正在看

作者: wsxm82 時間: 2012-10-12 15:19
應該是內徑也變大，不然怎么熱裝，JB T 5000.10的例子也未提厚壁！

作者: zhaoping 時間: 2012-10-13 20:24
只加熱內圈

作者: 哎菲菲 時間: 2012-10-15 14:19
我覺得跟材料有關。線脹系數大的孔變小，線脹系數小的孔變大。好比一塊大板，開個小孔，加熱孔會變小，反之會變大

作者: Ж阿休Ж 時間: 2012-10-16 13:10
可以試驗一下啊

作者: 召喚師170 時間: 2012-10-16 13:23

Ж阿休Ж 發表于 2012-10-16 13:10 ' X. ]) }5 X, M7 y
可以試驗一下啊

做過試驗了，我們現在生產裝配過盈到時候基本都是靠加熱，加熱后是變大的，就是不知道怎么解釋它

作者: zzk5151 時間: 2012-10-16 20:53
學習了

作者: 277381678 時間: 2012-10-20 13:52

楊云123 發表于 2012-8-3 12:11 ' u3 Q# H$ r9 t, J$ i
給具體在解釋一下吧。我也做過這樣的一個套實驗過。當時想用過盈配合和軸進行連接，用加熱后連接的方法。 ...

個人感覺加熱膨脹也跟加熱方式有一定關系，若整體均勻加熱則內外圈都變大，應為此時分子間作用力基本相等。外部加熱的話分子間作用力不等，則可能發生由于外層分子力大而內層小，把內層擠壓，而導致內孔變小。

作者: gt2011 時間: 2012-10-31 21:10
記得看人論證過，結論是一般金屬都是內外都變大，有興趣的可以在知網上搜搜相關論文。

作者: kerrwang 時間: 2013-5-17 16:30
樓主，搞明白了，若搞明白了，具體怎么解釋這個問題呢。

作者: mosion@126.com 時間: 2013-5-18 11:03
來看高手

作者: wuxiluanpaoP 時間: 2013-5-18 15:40
基礎理論范疇

作者: Ghost_Rider 時間: 2013-5-26 22:55

zhaoping 發表于 2012-10-13 20:24 + } \4 |9 D3 m$ n
只加熱內圈

熱量不是可以傳遞么？如何做到只加熱內圈啊

作者: todd2605 時間: 2018-6-8 20:30

cvn_77 發表于 2012-8-3 08:45
; ]' w( n% ?; D8 L# o雖然內外環都變大，但因為受力原因，變形量應該是不同的，請會受力分析的同學解釋一下

變大。原因：根據彈性力學方程，溫度梯度相當體積力。均勻溫度變化，無體積力，又是自由狀態的物體內部無應力，沒有相互制約問題。
所以內部周長肯定受熱變長，孔會變大。

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