CAMBIOS DE TEMPERATURA
Al presentarse un cambio de temperatura en un elemento, éste experimentará una deformación axial, denominada térmica. Si la deformación es controlada entonces no se presenta la deformación, pero si un, pero si un esfuerzo, llamado esfuerzo térmico. Los casos más generales de deformación y esfuerzo térmico, son:
- puentes y elementos estructurales, donde se puede pasar de temperaturas iniciales de -30 °F a 110 °F.
- Vehículos y maquinas.
- Piezas de maquinas con calentamiento excesivo como motores, hornos, cortadores de metal, trenes de laminación, equipo de moldeo y extrusión de plástico, compresores de aire y mecanismos industriales
Los materiales poseen una propiedad denominada como coeficiente de expansión térmica (a), el cual permite calcular la deformación térmica respectiva.
En el sistema ingles la unidad de coeficiente de expansión térmica es °F¹, y en el sistema internacional es °C-¹.
La deformación térmica (d) depende del coeficiente de expansión térmica (a), de la longitud del elemento (L) y de cambio de temperatura (DT) se puede calcular como:
d = a L DT
Cuadro : Coeficiente de expansión térmica de algunos metales, vidrio cilindrado,
madera y concreto, x 10 -6
MATERIAL
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°F -1
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°C -1
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Acero AISI 1020
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6.5
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11.7
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Acero AISI 1040
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6.3
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11.3
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Acero AISI 4140
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6.2
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11.2
|
Acero estructural
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6.5
|
11.7
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Hierro fundido gris
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6.0
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10.8
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Acero inoxidable AISI 301
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9.4
|
16.9
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Acero inoxidable AISI 430
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5.8
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10.4
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Acero inoxidable AISI 501
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6.2
|
11.2
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Aleación de aluminio 2014
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12.8
|
23.0
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Aleación de aluminio 6061
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13.0
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23.4
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Aleación de aluminio 7075
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12.9
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23.2
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Latón C36000
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11.4
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20.5
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Bronce C22000
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10.2
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18.4
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Cobre C14500
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9.9
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17.8
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Magnesio AST AZ63A-T6
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14.0
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25.2
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Titanio Ti – 6A1 – 4V
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5.3
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9.5
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Vidrio cilindrado
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5.0
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9.0
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Madera (pino)
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3.0
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5.4
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Concreto
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6.0
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10.8
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EJEMPLO 1
yu
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