18.11 : Termal Gerinim

Termal gerinim, sıcaklık değişimlerinin yapıları nasıl etkilediğini düşündüğümüzde ortaya çıkan bir kavramdır. Yapıların yük altında sabit kaldığı yönündeki geleneksel varsayımın aksine, gerçek dünya senaryoları genellikle bu yapıları önemli ölçüde etkileyebilecek sıcaklık dalgalanmalarını içerir. Düz bir yatay yüzey üzerinde serbestçe duran, düzgün kesitli homojen bir çubuk düşünün. Çubuğun sıcaklığı artarsa çubuk uzar. Bu uzama sıcaklık değişimi ve çubuğun orijinal uzunluğu ile orantılıdır.

Bu ilişkideki orantı sabiti, termal genleşme katsayısı olarak bilinen malzemeye özgü bir özelliktir. Her bir sıcaklık değişimi derecesi için bir malzemenin birim uzunluğunun değişeceği miktarı temsil eder. Katsayı santigrat derece başına birim cinsinden ifade edilebilir.

Çubuk sıcaklık değişiminden dolayı deforme olduğundan uzamaya neden olur. Deformasyon termal gerinim ile ilişkilidir. Stresin mutlaka termal gerilimle ilişkili olmadığını unutmamak önemlidir. Termal gerilimi, genellikle ilgili gerilimleri içeren mekanik gerilimlerden ayırır. Sıcaklık değişikliklerine maruz kalan yapıların tasarlanması ve analiz edilmesinde termal gerinimin anlaşılması önemlidir. Farklı çevre koşullarında yapıların güvenliği ve bütünlüğü için ısıl gerinimin sağlanması gerekir. Çeşitli yapıların performansını ve ömrünü önemli ölçüde etkileyebilir.