Gesamtausdehnung

Gesamtausdehnung bezeichnet in der Technik und Physik die Gesamtabweichung der Abmessungen eines Körpers aufgrund äußerer Einflüsse, insbesondere Temperaturänderungen und mechanischer Belastungen. Sie ergibt sich aus der Summe der einzelnen Längenänderungen in den verschiedenen Richtungen und beschreibt die Veränderung der Maße eines Objekts insgesamt.

Bei isotropen Materialien, deren Eigenschaften in alle Richtungen gleich sind, gilt für kleine Temperaturänderungen ΔL = α L0 ΔT, wobei α der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient ist. Für drei Richtungen ergeben sich ΔLx = αL0xΔT, ΔLy = αL0yΔT und ΔLz = αL0zΔT. Die volumetrische Ausdehnung ΔV/V nähert sich dem Wert βΔT, wobei β der volumetrische Wärmesdehnkoeffizient ist; β ist ungefähr 3α bei vielen isotropen Stoffen. In anisotropen Materialien können α und β je nach Orientierung variieren, wodurch sich die Gesamtausdehnung abhängig von der Ausrichtung des Objekts unterscheidet.

Messung und Verfahren: Die Gesamtausdehnung lässt sich mit Dilatometrie, interferometrischer Messtechnik oder Dehnungsmessstreifen bestimmen. Wichtige Einflussgrößen sind Temperaturprofil, Phasenübergänge, innere Spannungen und vorherige Wärmebehandlung, die das Ausdehnungsverhalten verändern können.

Anwendungen und Bedeutung: In der Ingenieurpraxis müssen Gesamtausdehnung und Ausdehnungskoeffizienten bei der Dimensionierung von Bauteilen, Verbindungen, Dichtungen und Gleis- oder Brückenkonstruktionen berücksichtigt werden. Temperaturausdehnung erfordert Freiräume, Ausgleichsbauteile und geeignete Werkstoffauswahl, um Passungen, Funktionsfähigkeit und Langlebigkeit sicherzustellen.