熱膨張（線膨張）計算

このページでできること

• 初期長さL0、線膨張係数α、初期温度T0、最終温度T1から、温度差ΔT・長さ変化ΔL・変化後長さL1を求める
• 加熱時は「伸び」、冷却時は「縮み」であることを明示する

検算例

• 加熱例1：L0=1000mm・α=0.000012/℃・T0=20℃・T1=120℃ΔT=100℃、ΔL=1.2mm（伸び）、L1=1001.2mm
• 加熱例2：L0=2000mm・α=0.000023/℃・T0=20℃・T1=70℃ΔT=50℃、ΔL=2.3mm（伸び）、L1=2002.3mm
• 冷却例：L0=1500mm・α=0.000012/℃・T0=80℃・T1=20℃ΔT=-60℃、ΔL=-1.08mm（縮み）、L1=1498.92mm

使用上の注意

• 拘束のない自由膨張のみを対象とし、拘束によって生じる熱応力は計算しません。
• 線膨張係数αは温度によらず一定と仮定します（温度依存性は考慮しません）。
• 単一材料・単一部材を対象とし、異種材料を組み合わせた複合材（バイメタルなど）には対応していません。
• 部材内の温度は一様であることを前提とし、部材内で温度分布がある場合は対象外です。
• 面積膨張・体積膨張、クリープ・塑性変形・相変態は対象外です。
• 線膨張係数αの具体的な数値は、材料規格・メーカー資料等で確認してください。本ページはαの値そのものを保証しません。

次に確認する設計項目

設計内容によっては、次の検討も必要です。

• 部材が拘束されている場合の熱応力（本ページでは計算しません）
• 断面二次モーメントI・断面係数Zの算出（断面特性計算）
• 曲げ応力・たわみ（曲げ応力・たわみ計算）

関連ページ

• 設計計算（一覧）設計中に参照する実務計算の一覧です。
• 材料・熱処理・表面処理材料区分・代表用途・選定時の注意を整理しています。

出典

採用した式・記号・仮定・検算値の技術根拠は、 docs/research/thermal-expansion-calculator-sources.md に記録しています。