静的応力解析で環境温度を変えたい
@adachitech7 さん ご回答ありがとうございます。
試しに熱応力解析で20℃と200℃の解析結果を比較してみました。
材質はSUS304です。
許容応力度/応力度最大値=安全率最小値なので
許容応力度=応力度最大値×安全率最小値になると思います。
20℃では
4.69*45.85MPa=215.0365MPa
200℃では
0.1355*1587MPa=215.0385MPa
で計算上の許容応力度はどちらも215MPaです。
JIS G 3214を見ますとSUSF304の許容引張力は40℃で129、200℃で96です。
マテリアルの選び方がマズかったのでしょうか。
「ステンレス鋼 ANIS304」というのを使っています。
@fusion360TRJCM さん、
どのようなモデルで解析されたのかと、JIS G 3214の引張試験の仕様がどんなものかを教えてください。
前提条件が分からなければ何とも言いようがない感じです。
@fusion360TRJCM さん、
データの添付ありがとうございます。
少し時間をいただいて検証してみます。
許容応力に関する資料はURLの記入だけにとどめて、添付のものは削除しておいた方がいいと思います。
（私も同じものをWebで見つけました）
@fusion360TRJCM さん、
安全率の算出基準を「最大引張強度」に変更しました。
20℃の場合、
応力最大値：45.85 MPa、安全率：9.553という結果でした。
選定した材料の最大引張強度が505MPaなので、安全率=最大引張強度／許容応力=505/45.85=11.01となり、そのものズバリではないものの近い値が出ているのだと思います。JIS規格に定められている20℃の許容引張応力は129MPaなので解析で算出した45.85MPaはこれを下回っており問題なしということでしょう。
200℃の場合、
応力最大値：1,587MPa, 安全率0.2765になりました。
上と同様の計算をすると、安全率=505/1587=0.318となり、これも近い値が出ていると思われます。
200℃の許容引張応力は96MPaなので解析値の応力最大値1,587MPaはこれを超えてしまっていてNGということかと。
許容引張応力は「各温度ににおける引張強さの1/4」等の定義で決められていると思いますので、この時点で安全マージンを織り込んでいるのではないでしょうか。
20℃
200℃
@fusion360TRJCM さん、
もう一点気になった点があります。
熱負荷としてボディの温度を指定されていますが、これですと内容物が何であってもボディ内温度が均一のものとして解析されます。もし内容物が水であって周囲の環境温度と違うようであれば熱伝達係数と環境温度で熱負荷を設定しておかないと、ボディ内部の温度勾配が付かなくなると思います。このあたりも合わせてご検討ください。
