EN 10219 할로우 섹션의 신뢰할 수있는 공급 업체로서 저는 다양한 산업에서 이러한 제품을 광범위하게 사용하는 것을 직접 목격했습니다. 이 섹션에서 작업 할 때 엔지니어와 설계자가 고려해야 할 주요 요인 중 하나는 열 확장 특성입니다. 이 블로그 게시물에서는 EN 10219 중공 섹션의 열 확장 특성을 탐구하여 프로젝트에서 정보에 입각 한 결정을 내리는 데 필요한 지식을 제공합니다.
열 팽창 이해
열 팽창은 온도 변화에 따라 크기 또는 부피의 변화를 어떻게 변화시키는지를 설명하는 재료의 기본 특성입니다. 재료가 가열되면 원자가 더욱 격렬하게 진동하여 재료가 팽창하게됩니다. 반대로, 냉각되면 원자가 속도가 느려지고 재료 수축. 이러한 확장 및 수축은 이러한 재료로 만든 구조 및 구성 요소의 성능과 무결성에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다.
재료의 열 팽창은 전형적으로 열 팽창 계수 (CTE)에 의해 정량화되며, 이는 온도의 단위 변화 당 길이 또는 부피의 분수 변화로 정의된다. CTE는 일반적으로 섭씨 당 단위 (° C⁻¹) 또는 Fahrenheit (° F⁻¹) 당 단위로 표현됩니다. 재료는 다른 CTE 값을 가지며, 이는 화학 성분, 결정 구조 및 기타 요인에 따라 다릅니다.
EN 10219 중공 섹션의 열 팽창 특성
EN 10219는 비 합금 및 미세 입자 강의 냉간 형성 된 용접 구조 중공 섹션에 대한 기술 전달 조건을 지정하는 유럽 표준입니다. 이 중공 부분은 탁월한 강도 대 중량 비율, 부식성 및 제조 용이성으로 인해 건설, 기계 공학 및 기타 산업에 널리 사용됩니다.
EN 10219 중공 섹션의 열 팽창 특성은 주로 제조에 사용 된 강철 등급에 의해 결정됩니다. 대부분의 EN 10219 중공 섹션은 비 합금 또는 미세 - 곡물 강으로 만들어졌으며, 일반적으로 약 10 × 10 ~ 13 × 10 ° C ¹의 범위에 CTE가 있습니다. 이는 온도가 1 ° C마다 증가 할 때마다 중공 섹션의 1 미터 길이가 약 0.01 ~ 0.013 밀리미터로 확장 될 것임을 의미합니다.
CTE는 특정 강철 등급뿐만 아니라 중공 섹션의 제조 공정 및 열처리에 따라 약간 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 미세 - 곡물 강은 다른 미세 구조로 인해 비 합금강과 비교하여 약간 다른 CTE를 가질 수 있습니다. 또한, 어닐링 또는 담금질과 같은 열 처리 과정은 재료의 CTE에도 영향을 줄 수 있습니다.
엔지니어링 응용 프로그램의 시사점
엔지니어링 응용 분야에서 최종 제품의 구조적 무결성 및 성능을 보장하기 위해 EN 10219 중공 섹션의 열 확장을 신중하게 고려해야합니다. 주요 의미는 다음과 같습니다.
구조 설계
EN 10219 중공 섹션을 사용하여 구조를 설계 할 때 엔지니어는 온도 변화로 인해 섹션의 잠재적 확장 및 수축을 설명해야합니다. 여기에는 팽창 조인트를 제공하거나 차원 변화를 수용하기 위해 구성 요소간에 충분한 간극을 허용하는 것이 포함될 수 있습니다. 그렇게하지 않으면 특히 큰 스케일 구조 또는 상당한 온도 변화에 노출 된 구조에서 과도한 응력, 변형 또는 구조적 실패가 발생할 수 있습니다.
연결 설계
EN 10219 중공 섹션 간의 연결 설계는 열 팽창의 영향을받습니다. 연결이 너무 단단한 경우 섹션의 자연 확장과 수축을 제한하여 연결 지점에서 높은 응력을 초래할 수 있습니다. 따라서, 구조적 무결성을 유지하면서 섹션 간의 상대적 움직임을 허용하기 위해 유연한 연결 설계가 필요할 수 있습니다.
열 절연
일부 응용 분야에서, 열 절연은 EN 10219 중공 섹션에 의해 경험되는 온도 변화를 줄이기 위해 사용될 수있다. 온도 변화를 최소화함으로써 열 팽창의 크기를 줄일 수있어 설계를 단순화하고 구조의 장기 성능을 향상시킬 수 있습니다.
다른 재료와 비교
EN 10219 중공 섹션의 열 팽창 특성을 건설 및 엔지니어링 산업에서 일반적으로 사용되는 다른 재료와 비교하는 것은 흥미 롭습니다.
알류미늄
알루미늄은 CTE가 상대적으로 높은 CTE를 가지며, 일반적으로 23 × 10 ~ 24 × 10 ° C ¹의 범위입니다. 이는 알루미늄이 동일한 온도 변화를 위해 강철보다 더 많이 확장되고 수축 함을 의미합니다. 알루미늄과 EN 10219 중공 섹션을 결합한 구조를 설계 할 때, 호환성 문제를 피하기 위해 CTE의 차이를 신중하게 고려해야합니다.
콘크리트
콘크리트는 약 7 × 10 ~ 12 × 10 ° C ¹의 범위의 CTE를 가지고 있으며, 이는 EN 10219 중공 섹션의 것과 다소 유사합니다. 그러나, 열 하중 하에서 콘크리트의 거동은 다공성 성질과 골재의 존재로 인해 더 복잡하다. 콘크리트 및 EN 10219 중공 섹션을 모두 사용하는 복합 구조에서, 열 팽창 동안 두 재료 간의 상호 작용은 구조의 전반적인 성능을 보장하기 위해 분석되어야한다.
실제 - 세계 예
EN 10219 중공 섹션의 열 팽창 특성을 고려하는 것의 중요성을 설명하기 위해 실제 예제를 살펴 보겠습니다.
대형 산업 건물에서 EN 10219 중공 섹션은 종종 구조 프레임 워크에 사용됩니다. 여름철에는 건물 내부의 온도가 크게 상승하여 중공 부분이 확장 될 수 있습니다. 설계 가이 확장을 설명하지 않으면 프레임 워크는 과도한 응력을 경험하여 섹션의 균열 또는 변형을 초래할 수 있습니다. 확장 조인트와 유연한 연결을 통합함으로써 건물은 열 변화를보다 잘 견딜 수 있으며 구조적 무결성을 유지할 수 있습니다.
브리지 건설 프로젝트에서 EN 10219 중공 섹션은지지 구조에 사용될 수 있습니다. 다리는 추운 겨울부터 더운 여름에 이르기까지 연중 다양한 온도에 노출됩니다. 중공 섹션의 열 확장은 디자인에서 신중하게 고려되어 브리지가 부하 - 운반 용량을 손상시키지 않으면 서 치수 변화를 안전하게 수용 할 수 있도록해야합니다.
결론
결론적으로, EN 10219 중공 섹션의 열 팽창 특성은 엔지니어링 응용 분야에서 고려해야 할 중요한 요소입니다. 열 팽창 계수와 구조 설계, 연결 설계 및 재료 호환성에 대한 영향을 이해하는 것은 이러한 섹션에서 만든 구조의 장기 성능 및 안전을 보장하는 데 중요합니다.
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참조
- EN 10219 : 2006, 콜드 - 비 합금 및 미세 곡물 강의 용접 된 용접 구조 중공 섹션 - 기술 전달 조건.
- ASM 핸드북 볼륨 2 : 속성 및 선택 : 비철 합금 및 특수 - 목적 자료.
- RW Powell의 "금속의 열 팽창", Journal of Applied Physics에 출판되었습니다.