O pewnych własnościach naprężeń cieplnych

W wykładach wytrzymałości materiałów rozpatruje się kilka elementarnych przykładów obrazujących występowanie naprężeń, powstających wskutek działania temperatury. Do takich przypadków należy liniowe wydłużenie się lub skrócenie pręta spowodowane zmianą temperatury; o ile pręt taki może wydłużać się swobodnie, naprężenia nie powstaną, gdy natomiast jest on pozbawiony możliwości swobodnego wydłużenia się (lub skrócenia) powstaną na ogół znaczne naprężenia ściskające (rozciągające). Zagadnienia te posiadają duże znaczenie praktyczne i muszą być uwzględnione przy projektowaniu sieci przewodów, zwłaszcza przewodów do przesyłania pary lub wody gorącej, ale również przy projektowaniu rurociągów naftowych. Podobnie w przypadku torów kolejowych i tramwajowych, gdzie mogą powstać siły ściskające, powodujące wyboczenie. Następnym zagadnieniem, w którym uwzględnia się wpływ temperatury, jest zagadnienie obliczania cięgien. Kolejnym są naprężenia w bandażach nasadzanych w podwyższonej temperaturze na koła wagonowe i następnie pracujących wspólnie. Podobne zagadnienia spotykane są w technice często. Naprężenia termiczne powstaną w elementach złożonych z materiałów o różnych współczynnikach liniowej rozszerzalności cieplnej i pracujących w jednej konstrukcji. Już z tych kilku wymienionych powyżej przykładów widać, że w zależności od rodzaju konstrukcji przyrost temperatury może spowodować wzrost naprężeń, ich zmniejszenie lub nie wywoła naprężeń. Dlatego wydaje się celowe rozpatrzenie bardziej skomplikowanych przypadków dwu- i trójwymiarowych z punktu widzenia własności naprężeń, jakie wywołuje zmiana temperatury. Omówione tu przypadki będą dotyczyć zagadnień liniowej teorii sprężystości. Zmiany temperatury są tego rodzaju, że nie spowodują istotnych zmian stałych materiałowych ani innych efektów, jak na przykład pełzania czy relaksacji.

ON SOME PROPERTIES OF THERMAL STRESSES

Discussed are properties of thermal stress fields in some two- and three-dimensional thermoelastic problems. It is assumed that the variation of the temperature does not cause any changes in the material constants, and any other effects as creep and relaxation. The problems of half-space or an elastic layer heated on a part of their surface, the crack and contact problems are considered.