机械结构设计-热应力设计准则

　　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。