TS-Interaktion

Die Kopplung zwischen einer Temperatur- und einer Strukturanalyse ist eine der gebräuchlichsten Multiphysik-Simulationen. Die Berechnung erfolgt in den meisten Fällen unilateral, d.h. die Ergebnisse der Temperatursimulation werden als Randbedingung in die Strukturanalyse übernommen, die resultierenden Verschiebungen aber nicht an die Temperaturberechnung zurückgegeben. Dies ist immer dann zulässig, wenn sich die thermischen Randbedingungen infolge der Deformationen nicht oder nur sehr geringfügig ändern.

Es gibt aber auch Fälle, in denen dieser vereinfachte Ansatz nicht mehr angebracht ist. Öffnet sich beispielsweise ein Kontakt, bewirkt das einen deutlich grösseren thermischen Widerstand in diesem Bereich. Die Folge ist eine entsprechende Änderung der Temperaturverteilung.

Fast ausnahmslos gilt, dass eine Vernetzung, die den Anforderungen an eine strukturmechanische Simulation genügt, auch für eine thermische Analyse gut geeignet ist. Daher kommt die Temperatur-Struktur-Kopplung für eine integrierte Multidisziplinäre-Simulation grundsätzlich in Frage. Dennoch ist der üblichere Ansatz eine separierte Betrachtung des Problems.

Die Ergebnisse, die von der thermischen Simulation übergeben werden, sind die lokalen Bauteiltemperaturen. Die Strukturanalyse liefert im Bedarfsfall entweder die Deformationen der Struktur oder die Änderung der Kontaktbedingungen zurück.