Sie verwenden die Temperaturverteilung aus der nichtlinearen stationären Wärmeübertragungsanalyse als Last für eine lineare statische Analyse. So ermitteln Sie die Spannungen, denen das Bauteil aufgrund der thermischen Ausdehnung ausgesetzt ist. Das Modell hat feste Abhängigkeiten an den Bohrungen und kann entlang den Oberflächen auf den Flanschen gleiten, die von den Rohren weg zeigen.
Einrichten der Analyse
- Klicken Sie in der Strukturansicht mit der rechten Maustaste auf Manifold Analysis, und wählen Sie Duplizieren. So wird eine Kopie der Analyse mit dem Namen Manifold Analysis – Kopie erstellt.
- Die Struktur Manifold Analysis – Kopie ist jetzt aktiv. Klicken Sie unter Subcases auf Subcase 1, um den Namen auszuwählen, und benennen Sie ihn in Subcase 2 um. Entfernen Sie die Last Initial Temperature von Subcase 2, da sie für eine thermische Spannungsanalyse nicht erforderlich ist.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Manifold Analysis – Kopie, und wählen Sie Bearbeiten.
- Geben Sie
Thermal Stress
als Name und
Thermal Stress Analysis
als Titel ein. Ändern Sie den Typ der Analyse im Dropdown-Menü in Lineare Statik.
- Klicken Sie auf OK.
- Alle thermischen Lasten werden aus der Analyse entfernt, da sie keinen Bezug zur linearen statischen Analyse haben. Die Last Initial Temperature musste jedoch manuell entfernt werden.
- Klicken Sie im folgenden Meldungsfenster auf OK.
Anwenden von Lasten und Abhängigkeiten
- Klicken Sie unter Subcase 2 mit der rechten Maustaste auf Lasten, und wählen Sie Neu.
- Ändern Sie den Namen in Temperature Load.
- Ändern Sie den Typ in Von Ausgabe.
- Klicken Sie im Abschnitt Lastendefinition auf die Durchsuchen-Schaltfläche für Ergebnisdatei. Navigieren Sie zum Speicherort der FNO-Datei, die nach der Ausführung der nichtlinearen stationären Wärmeübertragungsanalyse erstellt wurde. Beispielsweise der Ordner C:\Users\Public\Public Documents\Autodesk\Inventor Nastran 2023\Tutorial\en-us\Inventor 2023\Thermal Stress Manifold\In-CAD\FEA. Öffnen Sie dann die FNO-Datei.
- Im Dialogfeld Last ist INCR 1, LOAD=1.0 unter Ausgabesätze und TEMPERATUR unter Knotenlasten ausgewählt, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
- Klicken Sie auf OK, um die Definition der Temperaturlast von der Ausgabe fertigzustellen.
- Klicken Sie in der Strukturansicht mit der rechten Maustaste auf Abhängigkeiten, und wählen Sie Neu.
- Wählen Sie die Bohrungsoberflächen aus, die in der folgenden Abbildung blau hervorgehoben sind.
- Benennen Sie die Abhängigkeit in Strukturabhängigkeiten um.
- Akzeptieren Sie die Vorgabeeinstellungen. Stellen Sie sicher, dass Subcase 2 markiert ist, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche
Neu, um eine weitere Abhängigkeit zu definieren.
- Benennen Sie Abhängigkeit 2 in Sliding Surfaces um. Wählen Sie die blau hervorgehobene Oberfläche auf beiden Flanschen, die von den Rohren weg zeigen, wie in der Abbildung unten gezeigt.
- Deaktivieren Sie alle Freiheitsgrade außer Tx. Dadurch können die Knoten auf der Oberfläche über die Ebene gleiten, auf der sie sich befinden, sie können sie jedoch nicht durchdringen.
- Stellen Sie sicher, dass Subcase 2 markiert ist, und klicken Sie dann auf OK, um das Dialogfeld zu schließen.
- Das fertige Modell sollte der folgenden Abbildung entsprechen.
- Nach der Definition aller Elemente sollte die endgültige Strukturansicht der folgenden Abbildung entsprechen.
Führen Sie die Analyse und die Nachverarbeitung der Ergebnisse durch
- Speichern Sie das Modell an diesem Punkt.
- Klicken Sie in der Strukturansicht mit der rechten Maustaste auf Thermal Stress Analysis, und wählen Sie Lösen in Nastran.
- Autodesk Nastran löst das Modell und zeigt den Fortschritt im Fenster Autodesk Nastran-Ausgabe innerhalb von Inventor Nastran an.
- Wenn das Dialogfeld „Nastran-Lösung abgeschlossen“ angezeigt wird, klicken Sie auf OK, um die Ergebnisse in Inventor Nastran zu laden.
- Nachdem die Lösung abgeschlossen ist, lädt Inventor Nastran die Ergebnisse.
- Klicken Sie in der Strukturansicht unter Ergebnisse mit der rechten Maustaste auf von Mises, und wählen Sie Bearbeiten.
- Deaktivieren Sie Min/Max Markierungen unter den Anzeigeoptionen. Wählen Sie auf der Registerkarte Verformungsoptionen Tatsächlich, um die tatsächlichen Verschiebungen anzuzeigen. Stellen Sie auf der Registerkarte Konturoptionen sicher, dass Ergebnisdaten auf Spannung und Typ auf VOLUMENKÖRPER VON MISES-SPANNUNG gesetzt ist. Wählen Sie auf der Registerkarte Sichtbarkeitsoptionen Alle ausblenden.
- Klicken Sie auf Anzeigen. Die Ergebnisse sollten der folgenden Abbildung entsprechen.
Damit sind die Wärmeübertragungsanalyse und die thermische Spannungsanalyse eines Abgaskrümmers abgeschlossen.
Im Folgenden werden die behandelten Hauptthemen zusammengefasst:
- Erstellen von thermischen Randbedingungen – Konvektion und Wärmestrom
- Einrichten von thermischen Lasten mit der Ausgabe einer früheren Analyse zum Ausführen einer thermischen Spannungsanalyse
- Nachverarbeitung der Ergebnisse der thermischen Spannungsanalyse