熱ひずみベクトルと初期ひずみ法

意味・使いどころ

温度変化 $\theta$(上昇が正)による熱ひずみは各垂直方向に等しく生じ、せん断ひずみは生じません(2次元では $\{\alpha\theta,\ \alpha\theta,\ 0\}$)。これを初期ひずみ $\varepsilon_0$ として扱い、応力は全ひずみから初期ひずみを引いた弾性ひずみで $\sigma=[D](\varepsilon-\varepsilon_0)$ と計算します。等価節点力 $\int B^{T}[D]\varepsilon_0\,dV$ として右辺に組み込みます。熱応力解析は、温度分布を出す熱伝導解析と構造解析の組合せです。

具体例

完全拘束($\varepsilon=0$)で加熱すると $\sigma=-[D]\varepsilon_0$ の圧縮応力。線膨張係数 $\alpha$ の入力が必要。