Sistema ETD

banca dati delle tesi e dissertazioni accademiche elettroniche

 

Tesi etd-04182013-110125


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
ARRIGHI, NICOLA
URN
etd-04182013-110125
Titolo
Studio sui fondamenti teorici dell'effetto termoelastico nei materiali metallici
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA MECCANICA
Commissione
relatore Prof. Beghini, Marco
relatore Prof. Di Marco, Paolo
Parole chiave
  • Thermoelastic effect
  • Continuum Mechanics
  • Meccanica dei continui
  • Effetto termoelastico
Data inizio appello
08/05/2013;
Disponibilità
parziale
Data di rilascio
2053-05-08
Riassunto analitico
Heating and cooling of a solid material as a result of its elastic deformation is called thermoelastic effect.

This work’s objective is to illustrate how thermoelastic effect can be analyzed and calculated through the methods of Continuum Mechanics. Special attention is paid to the main points of the theory and hypotheses made. The work ends with simple numerical examples about metals.

The treatment is general, however only for linear, homogenous, isotropic case an explicit analysis is shown.
In this context emerges that:

• The volumetric dilatation rate is the macroscopic cause of temperature change and can be fictitiously viewed as a volumetric heat generation.
• The theory leads to a coupled initial-boundary-value problem of four linear partial differential equations where temperature and three components of displacement are the unknowns.
• Adiabatic assumption allows remarkable simplifications of the mathematical problem.
• The theory is able to predict vibration damping.
_____________________________________________________________________________
Il riscaldamento e raffreddamento di un materiale solido a seguito di una deformazione elastica è detto effetto termoelastico.

L’obiettivo di questo studio è illustrare in che modo, attraverso i metodi della Meccanica dei Continui, è possibile studiare l’effetto termoelastico e ricavare un modello matematico adatto a prevederlo. Particolare attenzione viene rivolta ai passaggi fondamentali della teoria e alle ipotesi introdotte. Il lavoro si conclude con semplici esempi numerici relativi ad alcuni materiali metallici.

La trattazione è generale, tuttavia viene analizzato in modo esplicito solo il caso lineare, omogeneo e isotropo.
In questo contesto emerge che:

• Il rate di deformazione volumica rappresenta la causa macroscopica della variazione di temperatura e può essere fittiziamente considerato come una generazione volumica di calore.
• La teoria conduce ad un sistema di quattro equazioni differenziali alle derivate parziali, lineari, completamente accoppiate, in cui le incognite sono la temperatura e le tre componenti di spostamento.
• Lipotesi di adiabaticità della deformazione, quando applicabile, permette di semplificare notevolmente il problema matematico.
• La teoria è in grado di prevedere lo smorzamento delle vibrazioni.
File