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例題１９ 簡易接触を用いた解析事例１

本例題について

• 異なる線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おいて、両端のみ固定し
  両端以外の境界面には簡易接触 あらかじめ接触している物体が離れたり、ずれたりする現象を解析できる機能を適用したうえで、温度変化による熱荷重 物体の線膨張によって、異なる線膨張係数を有する物体間で発生する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デフォルトの条件を使用します。
   

• プロジェクトファイルを取得（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）




• Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。

 

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 （ワット） Femtetの熱伝導解析ソルバの名称]との連成解析をする必要はありません。

項目	条件
ソルバ 解析の種類に応じて、電磁界や応力を計算するソフト	応力解析[Galileo （ガリレオ） Femtetの応力解析ソルバの名称]
解析の種類	静解析 時間的に変化のない解析。たとえば一定の力を加えた時の応力解析や直流電流による磁界解析など。
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。

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１：50[deg]

モデル図

ボディ属性および材料の設定

ボディ モデルを形成するもの。Femtetで作成したモデルは「ボディ」の集まり。 No./ボディタイプ	ボディ属性名	材料名
0/Solid	EDGE	MAT3
1/Solid	PLATE1	MAT1
2/Solid	PLATE2	MAT2
3/Solid	EDGE	MAT3

 

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]
MAT3	弾性定数	ヤング率：　10×109[Pa] ポアソン比：　0.3
	線膨張係数	0×10-6[1/deg]

境界条件

境界条件名/トポロジ ボディを構成する要素のこと。点、辺、面トポロジがある。	タブ	境界条件 力、温度、電圧など、ボディの境界(トポロジ)に与える条件の種類	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 等高線図は変位の大きさを示してます。

描画設定から強調表示の種類を自動スケールに変更します。

温度上昇によるPLATE１とPLATE2の線膨張の差により、反りが発生していることが分かります。

また、PLATE１とPLATE2の間にはすきまが発生していることが分かります。

 

すきまが確認しやすい角度で再度変位図を示します。