加热膨胀计算

假如外径140mm 内孔110mm 加热到240度 内孔变为多大？材质

假定室温为20°C ，膨胀系数为0.000012，温度上升了220°C ，则内

孔110+110*220*0.000012=110.29MM ，外径

140+140*220*0.000012=140.37MM ，这是理论数据，实际数据会

受材料成分、纹向、加热温度不均匀、热膨胀系数本身误差等影响

而有偏差。铸铁碳钢

铸铁

热膨胀系数（Thermal expansion coefficient ）

物体/材料由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p不

变)下，单位温度变化所导致的体积变化，即热膨胀系数表示。

热膨胀系数有：线膨胀系数α、面膨胀系数β和体膨胀系数

线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT)，

面膨胀系数β=ΔS/(S*ΔT)，

体膨胀系数γ=ΔV/(V*ΔT)，

式中ΔL为所给长度变化ΔT下物体温度的改变，L为初始长度；ΔS

为所给面积变化ΔT下物体温度的改变，S为初始面积；ΔV为所给体

积变化ΔT下物体温度的改变，V为初始体积；

严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近

似；准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在

较大的温度区间内通常不是常量。

温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体

体积膨胀表示如下：

Vt=V0(1+3αΔT)，

而对理想气体，

Vt=V0(1+0.00367ΔT)；

Vt、V0分别为物体末态和初态的体积

对于可近似看做一维的物体，长度就是衡量其体积的决定因素，这

时的热膨胀系数可简化定义为：单位温度改变下长度的增加量与的

原长度的比值，这就是线膨胀系数。

对于三维的具有各向异性的物质，有线膨胀系数和体膨胀系数之分

。如石墨结构具有显著的各向异性，因而石墨纤维线膨胀系数也呈

现出各向异性，表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于

宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个，普遍认可的有Mrozowski算式：α=A αc+(1-A)αa

αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率，A被称为“结构端面”参

内孔直径（mm）

初始温度℃

最终温度℃膨胀系数/℃系数（有效率）膨胀量（mm）580

18900.00000920.60.2305152120

26900.00001150.650.05740860101600.00000920.650.05382