SS-V：4030 連成熱構造解析 - 線形温度場下で拘束された直線バー
テスト番号VTL04線形温度場下で拘束された直線バーの上部と下部の応力を決定します。
定義
1×1×10mmの直線バー(図 1)が両端で拘束されており、熱荷重がかけられています。バーの上部に100度Cの均一な温度が適用され、バーの下部に-100度Cの均一な温度が適用されます。バー表面の残りの部分は断熱されています。
材料特性は以下の通りです：
図 1.
図 2.
- 特性
- 値
- 弾性係数
- 2.1e+11 pa
- ポアソン比
- 0.3
- 熱膨張係数
- 1.2e-5 m/m-C
- 熱伝導率
- 43 W/m-K
図 1.
図 2.
結果
バーは3Dソリッドモデルを使用してシミュレートされます。温度分布は熱解析で得られます（図 3）。温度は、バー全体にわたって上部の100度Cから下部の-100度Cまで直線的に変化します。
図 3. 温度分布
図 3. 温度分布
得られた温度場が構造解析の入力として使用されました。バーの1Dモデルで得られた基準データを利用するために、次の拘束が適用されます：バーの両端面にスライドサポートが適用され、バーの剛体運動を排除するために、バーの一方の端にある2つの頂点が拘束されます（図 2）。
図 4. バーの変形と応力Xの分布
図 4. バーの変形と応力Xの分布
| 基準解* | SimSolid | %差異 | |
|---|---|---|---|
| バーの上部 / 下部の応力（圧縮 / 引張） [pa] | 2.520E+08 | 2.516E+08 | -0.17% |
*基準解は1Dモデルです
1 W.C.Young, R.G.Budynas, Roark’s Formulas for Stress and Strain, Seventh Edition, McGraw-Hill Book Co.,Inc., 2001, p. 759.