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例題１ 印加電流による変形
本例題について
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磁場解析、熱伝導解析、応力解析の連成解析の事例を示します。
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磁場解析によって印加した直流電流のジュール損失による発熱を考慮した熱伝導解析を行い、
その温度上昇によって発生する変形をシミュレーション（応力解析）した事例を示します。
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磁界ベクトルや発熱後の温度分布、変位を解析結果として見ることができます。
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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。
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Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。
解析モデルダウンロード
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プロジェクトファイルをダウンロード（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。）
解析空間
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項目 |
条件 |
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解析空間 |
3次元 |
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モデル単位 |
mm |
解析条件
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項目 |
条件 |
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磁場解析[Gauss] 熱伝導解析[Watt] 応力解析[Galileo] |
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解析の種類 |
磁場解析： 静解析 熱伝導解析： 定常解析 応力解析： 静解析 |
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解析オプション |
※なし |
※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。
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タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
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ステップ/熱荷重 |
基準温度 |
25[deg] |
※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。
メッシュタブを以下のように設定しています。
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タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
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メッシュ設定 |
標準メッシュサイズを自動的に決定する：OFF 標準メッシュサイズ：2[mm] |
モデル図
ヘリカルコイル（Coil）をらせんソリッドボディで定義しています。
ボディ属性および材料の設定
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ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
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0/Solid |
Coil |
008_銅(Cu)※ |
※材料データベースを利用
コイルに電流を流すため、ボディ属性は以下のように設定しています。
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ボディ属性名 |
タブ |
設定 |
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Coil |
電流 |
波形：一定 電流値： 100[A] 巻数： 1[Turn] 方向：流入出面指定(内部) 流入面、流出面を選択 |
境界条件
コイルの両端の変位を固定しています。
外部境界条件（コイルの周囲）に自然対流（係数自動計算）を設定しています。
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境界条件名/トポロジ |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
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外部境界条件※ |
熱 |
熱伝達・対流 |
自然対流（係数自動設定） 室温： 25 [deg] |
※外部境界条件はメニューバーの解析(Ｓ)、外部境界条件(D)にて設定できます。
解析結果
ヘリカルコイルによって発生する磁界ベクトルの解析結果を示します。
電流密度ベクトルの解析結果を示します。
コイルに設定したとおりの電流が発生していることが分かります。
熱伝導解析の結果として、温度のコンター図を示します。
ヘリカルコイル(Coill)の温度が約130度まで上昇していることが分かります。
応力解析の結果として変位図を示します。コンター図は変位の大きさを示してます。
ヘリカルコイル(Coill)の温度が上昇して膨張するため変形していることが分かります。