
CAEソフト【 Femtet 】-ムラタソフトウェア株式会社
熱膨張によるコンデンサの容量変化の解析例を示します。
「変形形状を考慮した解析」の機能を使用した解析になります。
表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。
三つの解析モデルを用意します。
・変形前(電場解析)
・変形形状(応力解析)
・変形後(電場解析)
手順等は「変形形状を考慮した解析」を参照してください。
変形前の解析を行うための設定を行います。解析モデル名を「変形前」とします。
項目 |
条件 |
解析空間 |
3次元 |
モデル単位 |
mm |
項目 |
条件 |
ソルバ |
電場解析[Coulomb] |
解析の種類 |
静解析 (容量値) |
解析オプション |
なし |
現実には解析領域の外部にも電界が分布しますので、開放境界の条件として以下を設定しています。
タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
開放境界タブ |
種類 |
吸収境界 |
吸収境界の次元 |
1次 |
誘電体(Block)を立方体形状のソリッドボディで作成します。
その上下面にシートボディで電位設定箇所を作成し、電位の境界条件を設定します。
ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
0/Solid |
Block |
※001_アルミナ |
1/Sheet |
なし(転写用ボディ) |
|
2/SHeet |
なし(転写用ボディ) |
※材料データベースを利用
境界条件名/トポロジ |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
V0/Face |
電気 |
電気壁 |
電位指定 1[V] |
V1/Face |
電気 |
電気壁 |
電位指定 0[V] |
外部境界条件※ |
電気 |
開放境界 |
開放境界タブにて設定 |
※外部境界条件は[モデル]タブの
[外部境界条件] をクリックして設定できます
熱膨張による変形を解析する応力解析の設定を行います。
解析モデル1(変形前)を複製して以下の設定を行います。解析モデル名を「変形形状計算」とします。
解析モデルの複製については「解析モデルをプロジェクト内に複製」を参照してください。
項目 |
条件 |
ソルバ |
応力解析[Galileo] |
解析の種類 |
静解析 |
解析オプション |
熱荷重 |
タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
ステップ/熱荷重 |
ステップ設定 |
熱荷重解析 |
基準温度 |
25 [deg] |
|
到達温度 |
200 [deg] |
変形形状を考慮した解析を行うための設定を行います。
解析モデル1(変形前)を複製して以下の設定を行います。解析モデル名を「変形後」とします。
解析モデルの複製については「解析モデルをプロジェクト内に複製」を参照してください。
結果インポートタブで解析モデル2(変形形状計算)を指定します。
タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
結果インポート |
インポートの種類 |
変形形状 |
結果の指定方法 |
解析モデル指定「変形形状計算」 |
すべての解析モデルを実行します。解析モデル3(変形後)の前に解析モデル2(変形形状)の解析を行っておく必要があります。
容量の解析結果は、[解析結果]タブの、
[テーブル] で表示できます。
解析モデル1(変形前)の容量値計算結果を以下に示します。
C1-2の容量値が、0.884[pF]となっています。
次に解析モデル2(変形形状)の変位図を表示します。
温度変化により膨張している様子が確認できます。
次に解析モデル3(変形後)の容量値計算結果を以下に示します。
C1-2の容量値が、0.892[pF]となっており、変形により容量が増加していることが確認できます。
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