温度分布による変形４（過渡解析）

本例題について

• 異なる熱膨張係数を有する板材料が合わさって形成されたバイメタルに対して
  温度分布を持たせた場合に熱荷重によって変形する状態を過渡解析した例を示します。

• 経過時間に応じた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

解析条件

熱伝導解析[Watt]と応力解析[Galileo]との連成解析を行います。

※熱荷重オプションは熱伝導-応力連成設定時は自動的にチェックが入っています。 

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。

※到達温度としては自動的に熱伝導解析の結果が使用されます。

※熱連成ステップの設定は過渡解析タブで設定します。

過渡解析タブにて以下のように設定しています。

モデル図

直方体のソリッドボディを定義し、線膨張係数の異なる組み合わせとして
それぞれ銅およびタングステンの材料を設定します。

熱荷重によって自ら変形しますので固定の境界条件を設定する必要はありません。
熱伝導解析のための異なる温度の温度境界条件を両端に定義しています。

ボディ属性および材料の設定

※材料データベースを利用

境界条件

この境界条件を元に熱伝導解析が実行されて、得られた温度分布を到達温度する

応力解析が引き続いて実行されます。

解析結果

熱伝導解析の解析結果として、0.2秒経過後と1.0秒経過後の温度分布を示します。

0.2秒経過後：

1.0秒経過後

時間経過とともに温度分布（勾配）が定常状態に収束していく様子が分かります。

応力解析結果として、0.2秒経過後と1.0秒経過後の変位図を示します。色は変位のZ成分を示しています。

0.2秒経過後：

1.0秒経過後：

以上の結果より，温度分布が収束していくにしたがってバイメタルの変形も大きくなっていることが分かります。