九、热应力设计准则
9.1 问题点明确准则
1.找出热胀冷缩导致功能误差的设计点;
2.温度变化大条件下,材料发生功能变化的设计点;
3.同一机构不同部件间,温度不同致热变形不同步的设计点;
举例:
1.钟表的表针;
2.直管道连接温差较大,骤冷骤热导致的膨胀收缩;
9.2 知识点明确准则
1.材料热胀冷缩导致的功能性障碍;
2.各材料的热膨胀系数不同导致的配合问题和功能障碍;
3.热变形受到阻碍时构件内部产生的热应力;
4.累积变形量和构件的尺寸成正比。
9.3 减法结构准则
单一构件的热膨胀必然存在,通过组合构件,让各构件的热膨胀互相抵消。
9.4 加法结构准则
对相对热变形不同导致的结构配合问题,通过增加中间过渡结构,将其中一个构建分解为两个不同膨胀系数材料的构件,使组合膨胀效果与另一配合构件的膨胀效果一致。
9.5 方向调节原则
通过结构设计,将膨胀方向转移到非配合面上去。
9.6 消除温度差准则
相同材料的两构件,因为温度不同,导致膨胀程度不一样,出现热变形。
解决措施:使有关构件的热传递边界条件尽量相近或相同。
9.7 自由膨胀准则
热膨胀如果被阻碍,热应力的破坏性很强,在设计上要让膨胀应力有充分的释放空间。
9.8 柔性准则
两构件热变形不能消除时,加大构件的柔性减少热应力。比如用软管、橡胶材料、将热应力的
直线方向转变成曲线方向等。