Bileşen Etkileşimi PropertyManager'ı

Simülasyonlar sırasında seçilen bileşenlerin davranışını kontrol eden etkileşim koşullarını belirlemek için Bileşen Etkileşimi PropertyManager'ını kullanabilirsiniz.

Bileşen seviyesindeki etkileşimler global seviyedeki etkileşimleri geçersiz kılar ve yerel etkileşim ayarları bileşen seviyesindeki etkileşimleri geçersiz kılar. Bir etkileşim ayarının değiştirilmesi veya eklenmesi, modelin yeniden meshlenmesini gerektirir.

Analizi çalıştırmadan önce, etkileşim alanlarını (bağlı, temas ve serbest) Etkileşim Görüntüleyici PropertyManager ile doğrulayabilirsiniz.

Etkileşim Tipi

Kullanılabilir seçenekler etüdün tipine bağlıdır:

Birleşmiş Seçilen bileşenler simülasyon sırasında kaynakla bağlanmış gibi davranır.
İletişim Seçilen bileşenler, ilk temas koşulları ne olursa olsun simülasyon sırasında birbirini engellemez. Varsayılan olarak, simülasyon sırasında kendisiyle kesişme için yeterli deformasyon meydana gelirse gövdeler kendisiyle kesişmez. Yüzeyden yüzeye temas formülasyonu uygulanır.
Doğrusal olmayan etütlerde bileşenler için Temas etkileşim seçeneği kullanılamaz. Seçilen bileşenlerin geometrik objeleri arasında yerel temas setleri uygulamak için Yerel Etkileşimler PropertyManager'ını kullanın.
Ücretsiz Seçilen bileşenler simülasyon sırasında birbiriyle kesişebilir. Yüklerin bileşenlerde engellemeye neden olmayacağından emin olmadığınız sürece bu seçeneği kullanmayın. Bu etkileşim tipi, var olan bileşen seviyesindeki etkileşimleri geçersiz kılar.
Yalıtılmış Seçilen bileşenler arasındaki iletimden kaynaklanan ısı akışını önler.

Bileşenler

  Global etkileşim Global etkileşim koşulunun uygulanacağı üst seviye montajı seçer. Seçilen etkileşim tipi, montajın tüm bileşenleri için geçerlidir.
Etkileşim bileşenleri Etkileşim koşullarını belirtmek için bileşenleri seçin. Gerekli bileşenleri açılır FeatureManager tasarım ağacından ya da Seçim Filtresi araç çubuğundaki Katı Gövdeleri Filtrele aracını kullanarak grafik alanından seçebilirsiniz.

Özellikler

Bağlama için boşluk aralığı Geometrik objelerin bağlama etkileşimlerine uygun olma durumunu belirleyen boşluğu belirtir. Maksimum boşluk yüzdesi için varsayılan değer, modelin karakteristik uzunluğunun %0,01'idir ve Varsayılan Seçenekler > Etkileşimler kısmında belirtilir. Bu eşikten daha büyük boşluklara sahip bileşenler, bileşen seviyesinde bağlanmaz. Kullanıcı tanımlı bir değerle varsayılan maksimum boşluğun üzerine yazabilirsiniz.

Eğri, çakışık geometrinin yapıştırılmasını sağlamak için maksimum boşluk için sıfır yerine çok küçük bir değer girin.

Bağlamanın doğru şekilde uygulanmasını sağlamak için belirtilen maksimum boşluğu küçük bir toleransla artırmanız gerekebilir. Etkileşim alanlarını (ör. bağlı, temas ve serbest) doğrulamak için Etkileşim Görüntüleyici PropertyManager'ı öğesini kullanın.
Minimum boşluğu hesapla Bu araç Etkileşim bileşenleri'nde iki bileşen seçildiğinde birleştirilmiş temas uygulamak için kullanılabilir.

Seçilen iki bileşen arasındaki minimum mesafeyi hesaplar.
Kabuk kenarından katı yüze/kabuk yüzüne ve kenar çiftlerine bağlamayı dahil et (daha yavaş) Bağlama için izin verilen boşluk aralığında bulunan kenar çiftleri için kenardan kenara bağlı temas setleri oluşturur.
Bağlama için uygun kabukların veya sac levha gövdelerinin geçerli kenar çiftleri şunlardır:
  • Düz, paralel ve çakışmayan kabuk kenarları (ya da bir derece toleransla neredeyse paralel).
  • Aynı yarıçapa sahip dairesel kenarlar eş merkezlidir ve engellemeye neden olmaz.
  • Katı veya kabuk yüzüne (düzlemsel veya silindirik) bağlı kabuk kenarları (düz veya yay).
Temasa dikkat edilmesi gereken boşluk aralığı: Geometrik objelerin temasa uygun olmasını sağlayan boşluğu belirtir. Varsayılan Seçenekler > Etkileşimler bölümünde belirtilen varsayılan değer, modelin karakteristik uzunluğunun %10'udur.
Şu boşluk değerinde alanı stabilize et: Çözümleyicinin stabilite sağlayamama sorunlarını aşabilmesi ve simülasyonu başlatabilmesi için uygun alanlara küçük bir katılık uygular. Yazılım, modelin karakteristik uzunluğunun %1'i mertebesindeki eşik değeri içinde kalan ilk boşluk değerine sahip bileşenlere temas stabilizasyonu uygular.

İzin verilen boşlukları modellerinize daha iyi uyacak şekilde özelleştirebilirsiniz.
Sürtünme katsayısı Seçilen bileşen için statik sürtünme katsayısını belirtir. Sürtünme katsayısı için izin verilen aralık 0 ila 1,0'dır.

Statik sürtünme kuvvetleri, temas eden konumlarda oluşan normal kuvvetlerin verilen sürtünme katsayısı ile çarpılmasıyla hesaplanır. Sürtünme kuvvetinin yönü hareket yönünün tersidir.

Gelişmiş

(Bağlı etkileşim tipinde kullanılabilir).

Temas eden sınırlar arasında ortak düğümleri kullanmaya zorla Seçilen bileşenlerin temas eden sınırlarında mesh devamlılığını zorlar ve bileşenleri tek bir gövde olarak meshler. Bu seçeneği yalnızca Eğrilik tabanlı ve Standart meshleyiciler destekler.
Bağlama formülasyonu Bağımsız olarak meshlenen bileşenler için bağlama formülasyonunu belirtir.

Yüzeyden Yüzeye

Bu seçenek daha doğru sonuç verir ancak daha yavaştır. Çözümleyici, bir 2B Basitleştirme etüdü için bir kenardan kenara bağlama uygular.

Düğümden Yüzeye

Karmaşık temas yüzeylerine sahip modelleri çözümlerken performans sorunlarıyla karşılaşırsanız bu seçeneği kullanın. Program, 2B Basitleştirme analizi için düğümden kenara bağlama uygular.

Bileşen Seviyesindeki Etkileşimleri Tanımlama

Seçilen bileşenlerde varsayılan global etkileşim tipini, örneğin global bağlı koşuldan temas etkileşimine değiştirmek için bileşen seviyesindeki etkileşimleri kullanabilirsiniz. Bileşen seviyesindeki etkileşimler, global seviyedeki etkileşimleri geçersiz kılar.

Seçilen bileşenlerin etkileşim tipini belirlemek için:

  1. Simulation etüt ağacında, Bağlantılar simgesine sağ tıklayın ve Bileşen Etkileşimi öğesini seçin.
  2. PropertyManager'da, gerekli etkileşim tipini seçin: Bağlı, Temas veya Serbest.
  3. Bileşenler öğesinin altında, FeatureManager tasarım ağacı açılır penceresinden gerekli bileşenleri (parçalar veya gövdeler) seçin.
  4. Temas etkileşimi için Sürtünme katsayısı belirtebilirsiniz.
  5. öğesine tıklayın.
    Meshlemeden sonra bir etkileşim koşulunu değiştirdiğinizde veya yeni bir etkileşim koşulu eklediğinizde Mesh simgesinin yanında bir hata simgesi () görünür. Yazılım, etüdü çalıştırmadan önce modeli otomatik olarak yeniden meshler.

Termal Temas Direnci

İki iletken ortamın arayüzündeki ısı aktarımının net bir şekilde açıklanmasına ihtiyaç duyulan durumlarda, elektrik akımı akışı ile ısı akışı arasındaki benzerlik kullanılabilir. Makineleme sınırlamaları nedeniyle, iki katı yüzey preslendiğinde hiçbir zaman mükemmel temas oluşturmaz. Yüzeylerin pürüzlülüğü nedeniyle temas eden iki yüzey arasında her zaman küçük hava boşlukları olacaktır.

Temas eden iki yüz arasındaki arayüz yoluyla gerçekleşen iki ısı aktarımı modu vardır. Bunlardan birincisi çok etkili olan katı-katı temas noktalarıyla iletimdir (Qkondüksiyon). Bunlardan ikincisi gazla dolu boşluklar (Qboşluk) yoluyla konveksiyondur ve termal iletkenliğinin düşük olması nedeniyle başarısız sonuçlar verebilir. Termal temas direncini işlemek için aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi her iki tarafına iletken ortam gelecek şekilde bir arayüz iletkenliği, yani hc yerleştirilir.

İletkenlik hc, konveksiyonla ısı aktarımı katsayısına benzerdir ve aynı birimlere (W/m2 ºK) sahiptir. ΔT, A alanının bir arayüzündeki sıcaklık farkıysa ısı aktarım hızı Q şu şekilde hesaplanır: Q = A hc ΔT. Elektrik-termal benzerliğini kullanarak Q = ΔT/Rt yazabilirsiniz; burada Rt, termal temas direncidir ve Rt = 1/(A hc) ile hesaplanır.

Arayüz iletkenliği hc aşağıdaki etkenlere bağlıdır:

  • Temas yüzeylerinin yüzey kaplaması.
  • Her yüzün malzemesi.
  • Yüzeylerin birbirine preslendiği basınç.
  • İki temas eden yüz arasındaki boşluklarda bulunan madde.

Aşağıdaki tablo, normal yüzey kaplamalarının arayüz iletkenliği için bazı tipik değerleri ve orta derecede temas basınçlarını (1 ila 10 atm) göstermektedir. Hava boşlukları, belirtilmediği sürece alınmaz:

Termal Direnç, RtermalX10-4 (m2.K/W)
 
Temas Basıncı 100 kN/m2 10.000 kN/m2
Paslanmaz Çelik 6-25 0,7 - 4,0
Bakır 1 - 10 0,1 - 0,5
Magnezyum 1,5 - 3,5 0,2 - 0,4
Alüminyum 1,5 - 5,0 0,2 - 0,4

Aşağıdaki tabloda vakum koşulları altında metalik arayüzlerin termal temas direnci listelenmektedir:

Temas Eden Yüzler İletkenlik (hc) (W/m2 ºK)
Demir/alüminyum 45.000
Bakır/bakır 10.000 - 25.000
Alüminyum/alüminyum 2200 - 12.000
Paslanmaz çelik/paslanmaz çelik 2000 - 3700
Paslanmaz çelik/paslanmaz çelik (boşluklar alınmış) 200 - 1100
Seramik/seramik 500 - 3000

Termal Temas Direnci - Örnek

Elektronik endüstrisinde, çipler genellikle ince bir epoksi katmanı kullanılarak alt tabakalara birleştirilir. Diğer endüstrilerde de benzer uygulamalarla karşılaşılmaktadır. Epoksi katmanının ayrı bir bileşen olarak modellenmesi, çok küçük bir eleman boyutu kullanılmasını gerektirir ancak bu, meshleme hatasına ya da gereksiz derecede yüksek sayıda elemanın ortaya çıkmasına neden olabilir.

Epoksi katmanının neden olduğu termal direnci göz önünde bulundurmak için bunu modellemeniz gerekmez. Termal temas direnci, bir yüzeyden yüzeye temas koşulu olarak uygulanır. Toplam direnci ya da birim alan başına direnci belirtebilirsiniz.

Termal Temas Direncini Modelleme

Termal temas direncini modellemenin iki yolu vardır:
  • Geometriyi oluştururken ince epoksi katmanını yok sayabilirsiniz. Başka bir deyişle, gerçekte bu ince katmanla ayrılan bileşenlerin yüzleri, modelde bitişik olacaktır.
  • Geometriyi oluştururken ince epoksi katmanını göz önünde bulundurabilirsiniz. Bu durumda, termal temas yüzleri arasında bir boşluk olacaktır. Bu yaklaşımı kullanırken, şu iki husus göz önünde bulundurulmalıdır:
    • En doğru sonuçlar, iki temas yüzü arasındaki uzaklık, bitişikteki eleman boyutuna eşit veya bundan daha küçük olduğunda elde edilir. Aşağıdaki örnek yanlış sonuçlar verebilir.

    • Termal temasın düzgün bir şekilde eşleştirilmesi için yüzlerin ayrılması, gerekli olmasa da doğruluğu artırır.

  • Bir büyük yüz ve birçok küçük yüz arasındaki farklı termal dirençleri belirtmek amacıyla, farklı çiftler için termal temas direncini atamadan önce büyük yüzü birçok küçük yüze ayırmanız gerekir.

Termal Temas Direncini Tanımlama

Termal temas direncini tanımlamak için:

  1. Bir termal etütte, Bağlantılar 'a sağ tıklayın ve Temas Seti
    'ni seçin. Temas Seti PropertyManager'ı görüntülenir.
  2. Tip öğesini Termal Direnç olarak ayarlayın.
  3. Set 1 Yüzleri, Kenarları, Tepe Noktaları alanında, bir veya daha fazla bileşenle ilişkili olan istediğiniz objeleri seçin.
  4. Set 2 Yüzleri alanında, başka bir bileşenden istediğiniz yüzleri seçin.
  5. Termal Direnç öğesini seçin ve aşağıdakileri yapın:
    1. Birimler öğesini, kullanmak istediğiniz birim sistemine ayarlayın.
    2. Toplam veya Dağıtılmış öğesini seçin ve bir değer girin.
  6. Gelişmiş altında, Düğümden yüzeye veya Yüzeyden yüzeye öğesini seçin.
    Bitişik yüzlerin bağlı düğümleri aynı sıcaklığa sahip olacağı için (mükemmel kondüksiyon) Düğümden düğüme seçeneği termal direnci belirtmenize izin vermez.
  7. öğesine tıklayın.