Software: FEM - Tutorial - Feldkopplung - MP - Thermo-Bimetall - Waerme-induzierte Verformung

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Wärme-induzierte Verformung (unidirektional)

Die Kopplung zwischen Wärme und Mechanik werden wir in dieser Übung nur für den stationären Fall durchführen. Dafür nutzen wir als Grundlage eine Kopie des mechanischen Szenarios "Konstante Temperatur 100°C" unter der Bezeichnung "Waermeinduzierte Verformung":

• Als thermische Körperlast hatten wir im mechanischen Modell eine konstante Temperatur von 100°C vorgegeben (Standardkontentemperatur=100°C). Diese Temperatur wirkte, weil als Quelle für die Knotentemperatur=Modelldatei eingestellt war.
• Wir wählen nun als Quelle für die Knotentemperatur eine vorherige Stationäre Analyse.
• Als Standardknotentemperatur wurden 20°C eingestellt (entspricht dem unverformten Zustand).
• Die zugehörigen Temperaturdaten aller Knoten übernehmen wir aus der Datei der Thermal Analysis Results (*.to) aus dem Datenordner des zugehörigen Szenarios (2=Staionaere Erwaermung). Damit werden die Standardknotentemperatur der Knoten überschrieben:
  
• Im Szenario "Stationaere Erwaermung" wählen wir im Setup der Modellparamter die Knotentemperaturen als Bestandteil der Ausgabedatei:
  

Hinweise:

• Die Datei ds.to wird unabhängig von den gewählten Ausgabeergebnissen im Datenordner des Szenarios angelegt. Auch von uns benötigten Knotentemperaturen werden darin nach der Simulation gespeichert (ohne dass man diese zuvor als Ergebnis wählen muss!)
• Damit die abgespeicherten Ergebnisse in einem anderen Szenario wieder richtig eingelesen werden können, müssen die beiden Netze exakt die gleiche Knoten-Struktur aufweisen.

Nur der mittlere Teil des Bimetallstreifens erwärmt sich auf eine Temperatur von ca. 100°C, während die Ränder wesentlich kühler bleiben. Deshalb ist die resultierende Verbiegung geringer, als bei einer homogenen Temperatur von 100°C.

Frage 4:
Wie groß ist der Auslenkung des Bimetallstreifens in Z-Richtung nach der stationären Erwärmung unter den angegebenen Bedingungen, wenn der unverformte Zustand bei 20°C vorliegt?

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