対称条件を用いた解析例

本例題について

• 熱応力解析の例題2を4分の1モデルで解析した事例です。
  上図は「対称モデルの全体モデル表示」を使用して全体モデルとして結果を表示しています。

• 「対称面」の境界条件を使用します。

• 熱伝導解析（Watt）で温度分布を解析し、応力解析（Galileo）では
  その温度分布を到達温度とする熱荷重を考慮した解析を行います。

• 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

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。

モデル図

熱応力解析の例題2を4分の1の形状にしたモデルです。

対称面はYZ平面とZX平面です。

ボディ属性および材料の設定

※材料データベースを利用

VOL2での発熱量を以下のように設定しています。

4分の1モデルですので、発熱量は全体モデルの4分の1の0.25Wを設定します。

境界条件

YZ平面とZX平面のトポロジに「対称面」の境界条件を設定します。

強制対流の熱伝達係数は以下の式にて算出しています。詳細は「放熱・環境輻射」を参照してください。

h = 3.86 × （V/L）0.5×C [W/m2/deg]

ただし、

風速　V = 1[m/s]

基板（VOL1)の上下面：　代表長　L =0.05、C=1 →　h=17.26
発熱体（VOL2）の上面：　代表長  L =0.02、L’=0.015、C＝1※　→ h=27.3

※

発熱体の縁端部における速度境界層の厚みδは

δ=0.0182×（L’/V)0.5= 2.3[mm]

と算出されます。発熱体の厚み2[mm]と大差がないためC=１としています。

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とする

応力解析が引き続いて実行されます。

解析結果

まず、熱伝導解析の結果として温度分布を示します。

ひき続いて、応力解析の結果として変位ベクトル図を示します。

全体モデルである熱応力解析例題2と同様の解析結果が得られることがわかります。