SS-V:4030 連成熱構造解析 - 線形温度場下で拘束された直線バー

テスト番号VTL04 線形温度場下で拘束された直線バーの上部と下部の応力を決定します。

定義

1×1×10mmの直線バー(図 1)が両端で拘束されており、熱荷重がかけられています。バーの上部に100度Cの均一な温度が適用され、バーの下部に-100度Cの均一な温度が適用されます。バー表面の残りの部分は断熱されています。

材料特性は以下の通りです:
特性
弾性係数
2.1e+11 pa
ポアソン比
0.3
熱膨張係数
1.2e-5 m/m-C
熱伝導率
43 W/m-K
1.


2.


結果

バーは3Dソリッドモデルを使用してシミュレートされます。温度分布は熱解析で得られます(図 3)。温度は、バー全体にわたって上部の100度Cから下部の-100度Cまで直線的に変化します。
3. 温度分布


得られた温度場が構造解析の入力として使用されました。バーの1Dモデルで得られた基準データを利用するために、次の拘束が適用されます:バーの両端面にスライドサポートが適用され、バーの剛体運動を排除するために、バーの一方の端にある2つの頂点が拘束されます(図 2)。
4. バーの変形と応力Xの分布


基準解* SimSolid %差異
バーの上部 / 下部の応力(圧縮 / 引張) [pa] 2.520E+08 2.516E+08 -0.17%

*基準解は1Dモデルです

1 W.C.Young, R.G.Budynas, Roark’s Formulas for Stress and Strain, Seventh Edition, McGraw-Hill Book Co.,Inc., 2001, p. 759.