Deformazioni termiche di una piastra 2D

Consideriamo un blocco. Una lunghezza del blocco è L, larghezza è b, un altezza è h.

Quantitativi richiesti sono gli allungamenti assoluti del blocco lungo gli assi X, Y, Z a causa di una variazione di temperatura.

Usiamo i seguenti dati iniziali: L = 0,3 m, b = 0.2 m, h = 0,1 m.

Caratteristiche del materiale: il modulo di Young E = 2.1E + 011 Pa, coefficiente di Poisson n = 0.28, coefficiente di dilatazione lineare α = 1.3E-005 K -1.

La variazione di temperatura DT è 100o.

Il modello ad elementi finiti con carichi applicati e vincoli

Le soluzione analitica è data dalle formule:
Δx = α L ΔT
Δy = α b ΔT

Perciò,
Δx = 3.90000000E-004 m
Δy = 2.60000000E-004 m.

Dopo aver effettuato il calcolo con l'aiuto di AutoFEM, i seguenti risultati sono stati ottenuti:

Tabella 1.Parametri della mesh ad elementi finiti

Tipo di Elemento Finito

Numero di Nodi

Numero di Elementi Finiti

triangolo lineare

153

256

Tabella 2. Resultato "Spostamento"

Spostamento Δ* (soluzione numerica), m

Spostamento
Δ (soluzione analitica), m

Errore δ =100%*|Δ* - Δ |/| Δ |

3.90000001E-004

3.90000000E-004

0.38E-004

2.60000001E-004

2.60000000E-004

0.23E-004

 

 

*I risultati dei test numerici dipendono dagli elementi finiti della maglia e possono differire leggermente da quelli indicati nella tabella.

 

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