温度-構造連成解析と最適化

Eそれぞれの熱伝導SUBCASEは温度セットを定義します。これは構造SUBCASETEMP(LOAD)によって参照され、温度-構造解析を実行することができます。

温度セットIDはデフォルトで熱伝導SUBCASE IDと同じになります。これはTSTRUカードを用いて変更できます。温度セットIDがバルクデータ温度セットと同じ場合、熱伝導解析からの温度がバルクデータの温度に優先します。

温度-構造連成解析は以下のようにして実行されます。熱伝導解析が最初に実行され、構造の温度分布を決定します。温度分布は構造解析の荷重の一部として用いられます。通常、1つの有限要素メッシュを熱と構造解析の両方に用います。静的構造解析の有限要素支配方程式は:(1)
K u = f + f T MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaaC4saiaahw hacaWH9aGaaCOzaiaahUcacaWHMbWaaSbaaSqaaiaadsfaaeqaaaaa @3C25@

ここで、 K は全体剛性マトリックス、 u は未知の変位ベクトル、 f T は温度荷重、 f は力、圧力等のような構造荷重です。変位ベクトル u は線形方程式ソルバーで解かれます。

温度-構造連成最適化では、設計変更による f T 感度が計算されます。変位、応力、質量などの通常の応答の他に、温度も最適化の応答とすることができます。

温度-構造解析の連成は連続しているため、温度解析が後続の構造解析に影響します。一方、温度-構造連成最適化では、構造に対する温度の影響と温度に対する構造の影響の両方向に連成が作用します。別の言い方をすると、最適化が制約条件を満足する様に構造設計を変更し、そしてそれが温度解析に影響を与えます。

温度応答は寸法、形状、トポグラフィ、トポロジー最適化でサポートされていますが、CHBDYE要素はトポロジー最適化の設計領域に用いることはできません。