例題20

簡易接触を用いた解析事例2

本例題について

  • 例題19の構造に似ていますが2枚の板と接合部の線膨張係数が異なる構造体において、
    接合部以外の境界面には簡易接触を適用したうえで、温度変化による熱荷重によって変形する
    状態をシミュレーションした例を示します。

  • 変形の状態や変位分布、応力分布を解析結果として見ることができます。

  • 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。

解析空間

項目

条件

解析空間

3次元

モデル単位

mm

 

解析条件

一様な(局所的な分布のない)温度変化による熱応力解析をしますので、

解析オプションとして熱荷重を設定して、基準温度と到達温度を設定します。

熱伝導解析[Watt]との連成解析をする必要はありません。

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

熱荷重をチェック

 

ステップ/熱荷重タブの設定を以下のように行っています。

例題19とは異なり、温度が0度に下がった場合を解析しています。

タブ設定

設定項目

条件

ステップ/熱荷重

基準温度

25[deg]

ステップ/到達温度設定

ステップ1:0[deg]

モデル図

例題19とは違い2枚の板(PLATE1,PLATE2)には共通の線膨張係数を適用し、接合部(EDGE)には板材料の
2倍の線膨張係数の材料定数を設定しています。

ボディ属性および材料の設定

ボディ No./ボディタイプ

ボディ属性名

材料名

0/Solid

EDGE

MAT2

1/Solid

PLATE1

MAT1

2/Solid

PLATE2

MAT1

 

材料定数は以下のように設定しています。

MAT1とMAT2で線膨張係数に倍の差を設定しています。

材料名

タブ

定数

MAT1

弾性定数

ヤング率: 10×109[Pa]

ポアソン比: 0.3

線膨張係数

5×10-6[1/deg]

MAT2

弾性定数

ヤング率: 10×109[Pa]

ポアソン比: 0.3

線膨張係数

10×10-6[1/deg]

境界条件

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

CONTACT/Face

機械

簡易接触

簡易接触の扱い:自動判定

解析結果

変位図を示します。コンター図は変位のZ成分を示してます。

温度低下により接合部(EDGE)が板部分よりも多く収縮し、結果的に板に開きが発生している様子がわかります。

 

根元部分(EDGEとPLATE1、PLATE2の接合部)の応力ベクトル分布図を示します。

EDGE部分では引っ張り応力、板部分では圧縮応力が発生していることが分かります。

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