アルミパイプ材の径方向の熱膨張量計算方法 教えて

質問

A5056 外径φ35、肉厚t=3（内径φ29）のパイプ材があります。
このパイプ材表面を200℃まで熱したとき、外径はどのくらい
膨張するかを計算したいのです。
実際は外径を調整して軸受けとのはめあいを調べたいのですが。

体積膨張率（線膨張率の約3倍）を使い計算すると思うのですが、
具体的にどのように計算するべきかわかりません。

アドバイスお願いいたします。

回答No.1

noname#230359

外径方向の寸法変化は中空材でもムク材でも線膨張係数で計算すれば良いと思います。
　薄肉パイプの外周の任意の箇所をパイプの展延方向に切り開いて平板にします。するとこの平板の熱膨張は線膨張係数によって計算する事になります　ムク材はパイプが隙間無く嵌合したものと考えればやはり線膨張係数による計算となるわけです。
　計算は
　膨張量＝パイプ外径×線膨張係数×（加熱温度－室温）
　　　　＝35×{0.0000235×(100-25)+0.0000256×(200-100)}
＝0.1512
　Ａ５０５６の線膨張係数が俄には解りませんでしたので普通純度のアルミ（99.5％)の数値で計算しました。

　　住友のアルミノートによると99.5％アルミの線膨張係数は
　　　　　20℃～100℃　0.0000235
　　　　 100℃～300℃　0.0000256

お礼

回答ありがとうございます。
なんとなくイメージがわかりました。
パイプも薄板の集合体と考えれば、周長が線膨張係数分膨張したとして、
結果、外径も膨張する。とイメージできます。

いまだに線膨張係数と、体積膨張係数との使い分けが理解できていませんが、
外径は、線膨張係数にて計算すればよさそうですね。