Presque tous les matériaux subissent une légère déformation en réponse aux changements de température. Ils se dilatent lorsqu'ils sont chauffés et se contractent lorsqu'ils sont refroidis. C'est un facteur important à considérer pour les pièces de machine ou les composants structurels qui existent dans des environnements à températures fluctuantes. Si une pièce se dilate, elle peut créer des contraintes sur d'autres pièces structurelles et éventuellement provoquer une défaillance. La déformation exacte d'un objet dépend de sa géométrie et de sa constante de dilatation thermique.

Étapes

Rechercher la constante de dilatation thermique du matériau. La constante de dilatation thermique est une quantité qui indique le pourcentage de changement de longueur d'un matériau pour chaque degré de changement de température. Par exemple, un pouce d'aluminium deviendra 0,0000131 pouces de plus quand il est chauffé de 1 degré Fahrenheit.

Déterminer l'oscillation de la température à laquelle le cylindre est soumis. Vraisemblablement, la pièce a été conçue à une température de base, telle que la température ambiante, à laquelle elle ne subit aucune contrainte thermique. Trouver la différence entre la température de base et la température maximale ou minimale à laquelle le cylindre est exposé.

Calculer la déformation. La déformation est une quantité sans dimension égale au changement de longueur sur la longueur d'origine. Vous pouvez calculer la déformation en multipliant la constante thermique d'expansion par le changement de température.

Obtenez la hauteur et le diamètre du cylindre. Vous pouvez mesurer ces quantités ou les obtenir à partir de spécifications préenregistrées.

Multipliez la déformation par le diamètre ou la hauteur du cylindre pour trouver le changement de longueur dans les deux sens. Si le cylindre se trouve dans une poche ou un manchon et que vous devez connaître son changement de circonférence, multipliez le changement de diamètre par le nombre pi (3.14).

Astuce

Le volume d'un cylindre est égal à pi fois le carré de son rayon multiplié par sa hauteur. Pour trouver la variation de volume due à la dilatation thermique, calculez les dimensions avant et après expansion, et appliquez la formule de volume à chaque cas. Rappelez-vous que le rayon est la moitié du diamètre.