ابزار مهندسی
محاسبهگر تنش شوک حرارتی
محاسبهی تنش حرارتی ناشی از تغییر ناگهانی دما و بیشینهی شوک قابل تحمل نسوز (پارامتر R) از روی ضریب انبساط، مدول الاستیک، استحکام و ضریب پواسون.
بیشینهی شوک قابل تحمل (پارامتر R)— K
تنش حرارتی در ΔT واردشده— MPa
ضریب اطمینان (R ÷ ΔT)—
اگر تنش حرارتی از استحکام شکست بیشتر شود، ترک ایجاد میشود.
نکات کاربردی
- پارامتر R بیشینهی اختلاف دمایی است که ماده در حالت «کوئنچ کامل» (سرد شدن آنی سطح) تحمل میکند؛ در عمل، سرد شدن هرگز کاملاً آنی نیست، پس این عدد محافظهکارانه است.
- این مدل، شوک حرارتی را در حالت کرنش-مقید تخمین میزند و گرادیان دما و هدایت حرارتی را وارد نمیکند؛ برای مقایسهی نسبی مواد بسیار مفید است، اما جایگزین آزمون سیکل حرارتی نیست.
- استحکام شکست (σ_f) را میتوانید از استحکام خمشی (MOR) دیتاشیت بردارید؛ استفاده از CCS برای این محاسبه، نتیجه را بهشکل خوشبینانهای بالا نشان میدهد.
- ضریب پواسون بیشتر نسوزهای اکسیدی حدود ۰٫۲ است.
پرسشهای متداول
پارامتر R دقیقاً چه میگوید؟
بیشینهی اختلاف دمایی (بر حسب درجه) که ماده در یک کوئنچ ناگهانی میتواند بدون ترک تحمل کند. هرچه بالاتر، مقاومت شوک حرارتی بهتر.
چرا سیلیکون کارباید مقاومت شوک بالایی دارد؟
ترکیبی از ضریب انبساط پایین (حدود ۴٫۷) و هدایت حرارتی بسیار بالا. انبساط کم یعنی تنش کمتر، و هدایت بالا یعنی گرادیان دما در ضخامت قطعه کوچک میماند.
چرا کربن به آجر منیزیتی اضافه میشود؟
منیزیای خالص ضریب انبساط بسیار بالایی دارد (حدود ۱۳٫۵) و در برابر شوک حرارتی ضعیف است. کربن هم انبساط کل را پایین میآورد و هم هدایت حرارتی را بالا میبرد — به همین دلیل آجر MgO-C در کنورتور و پاتیل دوام میآورد.