温度应力是指由于温度差异而引起的内部应力,常见于工程中的材料变形、龟裂、翻翘等问题。下面我们将从以下几个方面详细阐述什么时候会有温度应力。
在高温环境下,材料内部分子热运动速度增加,分子之间的相互作用力变弱,材料容易膨胀,产生应力。当材料局部受热,如焊接过程中,局部膨胀度不均,容易形成局部的温度应力。
同时,高温环境下一些材料的化学性质会发生变化,如氢氧化铝在高温下易出现热分解,当温度升高到一定程度时,氢氧化铝分解形成氧气和水蒸气,产生空隙和龟裂,使材料力学性质发生改变,导致温度应力的产生。
当材料在短时间内经历了较大的温度变化,如突然受到明火加热、突然被浸入液体中、突然被冷却等情况,都会产生瞬间的温度应力。这是因为在温度变化的过程中,材料局部的温度膨胀系数和热膨胀系数不同,导致产生应力。
当材料的结构或含杂物不均匀时,不同部位受到温度变化的影响不同,容易产生温度应力。例如,在钢材中添加不同种类的合金元素,由于添加的合金元素对温度变化的敏感度不同,不同部位会呈现不同的膨胀和收缩,导致局部产生应力。
长时间的使用和热循环会逐渐使材料内部结构发生变化,如金属的脆化、塑性韧性降低等,使内部应力积累。此时,即使温度变化较小,也会引起材料局部的温度应力,进一步破坏材料。
综上所述,温度应力产生的原因很多,需要在工程中根据具体情况进行分析并采取相应的措施来避免产生温度应力。