熱応力解析 とは
構造物に熱が加わると初期温度との温度差が生じ、構造物は収縮または膨張します。膨張、収縮による変形が拘束により妨げられると、熱ひずみに応じた応力が発生します。また、均質な素材でも温度分布があると、部位によって膨張、収縮が変わるので熱応力が生じます。この熱による変形、応力、ひずみを解くのが熱応力解析です。
温度分布／応力分布
Thermal Stress Analysis
熱応力解析 とは
電通総研テクノロジーでサポートしているCAEの解析技術である熱応力解析のご紹介します。
解析結果の評価
温度差と拘束により発生する変位、応力、ひずみ、接触結果などを評価します。
熱ひずみと熱応力
材料が加熱されると膨張し、冷却されると収縮します。この膨張・冷却の単位温度あたり軸方向のひずみを線膨張係数（α）で表します。
【熱ひずみ】
熱ひずみεtは次式により求められます。
$$\varepsilon_{t} = \alpha\,(T - T_{0})$$T：加熱または冷却後温度
T0：初期温度
【熱応力】
熱ひずみによっても構造には応力が発生し、これを熱応力σと呼びます。熱応力は次式で計算されます。
$$\sigma = E\,\alpha\,(T - T_{0})$$E：縦弾性係数（ヤング率）
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