Навчальна тема
Термомеханічний аналіз
Thermo-mechanical FEM: sequentially coupled і fully coupled analysis, temperature mapping, thermal expansion, temperature-dependent properties та one-way/two-way coupling.
Термомеханічний аналіз поєднує heat-transfer і structural response. Температура може змінювати геометрію, напруження та властивості матеріалу, а в деяких задачах механічний стан може впливати назад на тепловий процес.
Sequential coupling
У найпоширенішому one-way workflow спочатку розв’язують thermal step, отримують $T(x,t)$, а потім імпортують це поле в structural step. Механічна модель використовує coefficient of thermal expansion і, за потреби, temperature-dependent $E$, yield stress та інші властивості.
Fully coupled formulation
Якщо взаємний вплив істотний, thermal і mechanical equations розв’язують у зв’язаній постановці. Це складніше й дорожче, тому повністю зв’язаний (fully coupled) analysis потрібен лише тоді, коли one-way assumption змінює фізично важливий результат.
Mapping і час
При різних сітка (mesh)es потрібне коректне перенесення temperature field. У нестаціонарний (transient) coupling також узгоджують часові точки. Перевірте mapped temperature в structural model до аналізу stresses — це дозволяє виявити помилки interpolation або units.
Про цю тему
Термомеханічний аналіз передає temperature field у structural model або розв’язує обидві фізики спільно. Вибір coupling залежить від сили зворотного впливу між температурою та механікою.