精度の高い熱応力解析を行う場合は。先に熱伝導解析を行って解析対象の温度分布を求めてから熱応力解析を行うのが本来の解析手法になりますが、熱伝導解析では熱伝導率、熱伝達率、熱放射率などの必要な物性値も増え、さらに定常・非定常解析など時間軸も影響する場合があり高度な(=高価な、かつ操作や設定が面倒な)ミッドレンジ以上のCAEソフトが必要になります。
従来からミッドレンジクラスのCAEソフトを運用されていれば別ですが、これから初めて熱応力解析を行いたいというときに高価なCAEソフトを導入しても運用にいたるまで大変な労力や経費がかかるものと思われます。 そこでとりあえず2次元のCADTOOLFEMで熱応力解析を試して熱応力解析がどういうものであるかを理解した上で必要とあらば高度な熱伝導解析を含む熱応力解析に進むのも良いのではないかと思います。
なお線膨張係数αは通常は単位に指数表示の(×10e-6/℃)が使われ線膨張係数αとしては例えばSS400なら11.7と覚えておけば良いようになっています。この線膨張係数αの値は縦弾性係数Eなどと同様に出所によって微妙に値が異なるので必要に応じて材質データを編集して使ってください。また温度の単位に絶対温度Kを使って表されている場合もありますが⊿Tは相対温度になるのでどちらでもじで同す。
CATOOL FEM8の熱応力解析は、以前より存在する「平面応力解析」モードと「回転体応力解析」モードの熱応力対応版となります。
これにより、初期温度の物体が負荷温度になったときの熱膨張や熱応力を解析することができます。
・初期温度:文字通り初期状態の温度です。
・負荷温度:変化後の温度です。
複数材料条件を使うことにより、材料番号毎に5種類の初期温度と負荷温度を設定できます。
「平面応力解析」モード、または、「回転体応力解析」モードと同様に、温度と同時に従来の境界条件で荷重条件も同時にかけることができます。
CADTOOL FEM8では、算出された 最大変位や各種応力を手修正し、その修正値から荷重条件を逆算する「荷重逆算」機能を搭載しました。荷重条件を変えながら、応力や変位を何度も計算する手間を軽減し、計算時間を大幅に短縮することができます。この機能は実装されているすべての解析モードで使用できます。
CADTOOL FEM8では、すべてのコマンドの「既存データを開く」「現データを保存」コマンド実行時、「最近使った…」ダイアログが開き、最近使ったフォルダや最近使ったファイルが表示されフォルダ選択やファイル選択が効率的にできます。