熱膨脹系數長度計算

      線膨脹系數表示攝氏溫度升高一度時單位材料的尺寸變化。表1是一些金屬的線膨脹系數。

    收縮率是指由熱加工溫度至室溫這段溫度區間內單位長度金屬材料的尺寸變化，它與材料的線膨脹系數和熱加工溫度兩者有關。

  模膛設計時，需要考慮工件的收縮率，精密加工時還需考慮模具的熱脹冷縮問題。

  熱加工時鋼料的收縮率一般取1.2~1.5%，而對細長的桿類件，扁薄的工件，冷卻快或打擊次數多熱加工溫度低的工件收縮率取0.8~1.2%;帶大頭的長桿鍛件，頭部和桿部的冷縮塑料件一般取(0.3~0.5)%。鋁合金為(0.8~1.0)%，鎂合金為0.8%，鈦合金為(0.5~0.7)%，銅合金為(1.0~1.3)%。

      表1常見金屬的熱膨脹系數：膨脹系數x 10-6  / 每增加1℃溫度時)

       物體由于溫度改變而有脹縮現象。其變化能力以等壓(p一定)下，單位溫度變化所導致的體積變化，即熱膨脹系數表示
  熱膨脹系數α=ΔV/(V*ΔT).
  公式中ΔV為所給溫度變化ΔT下物體體積的改變，V為物體體積

      膨脹長度=金屬長度x溫差x 膨脹系數
例：用的金屬是1米寬,2米長，計算其伸長多少?
    熱膨脹系數為表征物體受熱時，其長度、面積、體積變化的程度，而引入的物理量。它是線膨脹系數、面膨脹系數和體膨脹系數的總稱。
    因溫度變化而引起物質量度元素的變化，膨脹系數是膨脹與溫度曲線的斜率，瞬時膨脹系數是特定溫度下的斜率，兩個指定的溫度之間的平均斜率是平均熱膨脹系數。膨脹系數可以用體積或者是長度表示。通常是用長度表示。
材料 線膨脹系數(x 0.000001 / °C)
溫度變化100°C時：（室溫20°C時加溫到120°C的溫差）
鋼  材長度變化 = 2米長 x 100°C溫差 x 13膨脹系數 x 10-6= 0.0026  米 = 2.6毫米

溫度變化180°C時：（室溫20°C時加溫到200°C的溫差）
鋼  材長度變化 = 2米長 x 180°C溫差 x 13膨脹系數 x 10-6= 0.00468米 =4.68毫米
灰鑄鐵長度變化 = 2米長 x 180°C溫差 x  9膨脹系數 x 10-6= 0.00324米 =3.24毫米

對策：針對目前立式自動油壓成型機，模板加熱到205°C成型溫度，設計上需注意如下：

       1. 選擇膨脹系數較低的鋼材或鐵材或鑄鐵….等等材質，以降低伸長量。或增加加熱模板厚度，以減少其變形量。

       2. 不同金屬板材因膨脹系數不同，伸長長度亦有所不同，所以需計算伸長量，在螺絲固定的對應孔位上預留伸長尺寸，否則加熱模板可能被螺絲穿過的上下模板卡住，無法往四周延伸，只能往中間隆起變形。而加溫時熱  量 亦會積累于模板中間，所以螺絲固定位置盡量能接近中心點設計以減少變形量。

       3. 組裝時須待實際溫度到達設定溫度，并確認螺絲孔仍有間隙，只要其中一支螺絲卡到都不行，方可將螺絲鎖緊。