SS-V：4030 热-结构连接分析 - 线性温度场下的约束直杆
测试编号 VTL04确定线性温度场下约束直杆顶部和底部的应力。
定义
1 x 1 x 10 mm 的直杆 (图 1) 在两端受到约束和热载荷。在直杆的顶部施加 100 摄氏度的均匀温度，而在直杆的底部施加 -100 摄氏度的均匀温度。直杆的其他表面是绝缘的。
材料属性为：
图 1.
图 2.
- 属性
- 值
- 弹性模量
- 2.1e+11 pa
- 泊松比
- 0.3
- 热膨胀系数
- 1.2e-5 m/m-C
- 热导率
- 43 W/m-K
图 1.
图 2.
结果
直杆使用 3D 实体进行模拟。听过热分析获得温度分布 (图 3)。整个直杆的温度从顶部的 100 摄氏度至底部的 -100 摄氏度呈线性变化。
图 3. 温度分布
图 3. 温度分布
将获得的温度场作为结构分析的输入。为了利用直杆 1D 模型所获得的参考数据，施加了以下约束：对直杆的端面施加滑动支座，并对直杆一端的两个顶点进行约束，以消除杆的刚体运动 (图 2)。
图 4. 杆变形和应力 X 分布
图 4. 杆变形和应力 X 分布
| 参考解* | SimSolid | % 差异 | |
|---|---|---|---|
| 杆的顶部/底部应力（压缩/拉伸）[pa] | 2.520E+08 | 2.516E+08 | -0.17% |
* 参考解为 a1D 模型
1 W.C.Young, R.G.Budynas, Roark’s Formulas for Stress and Strain（应力应变公式）, Seventh Edition, McGraw-Hill Book Co.,Inc., 2001, p. 759.