Inventor Nastran è uno dei migliori software per ingegneri e analisti che vogliono effettuare analisi ad elementi finiti (FEA). In particolare, la simulazione può essere eseguita per più tipi di analisi: lineare e non lineare, fatica, dinamica e termica. In questo articolo ci concentreremo su quest’ultima tipologia: analisi termica.
In cosa consiste l’analisi termica
L’analisi termica permette di calcolare l’andamento della temperatura in ciascun punto del sistema-assieme, applicando le equazioni della trasmissione del calore per conduzione, convezione e irraggiamento. Solitamente l’analisi termica è di tipo non-lineare in quanto i coefficienti di scambio termico dipendono a loro volta dalla temperatura.
L’analisi termica può essere effettuata a regime (analisi termica stazionaria) o come transitorio termico, valutando l’andamento nel tempo delle variabili termiche fino al raggiungimento di un eventuale stato di equilibrio di regime.
Quando è applicabile l’analisi termica
Il calcolo termico mediante FEM con Autodesk Inventor Nastran o CFD con Autodesk CFD può essere applicato a molti dispositivi: macchine per l’automazione, apparecchiature elettriche, scambiatori di calore, macchine alimentari o per l’imbottigliamento di fluidi.
In generale è applicabile in assiemi 3D il cui funzionamento prevede la generazione di calore e la sua gestione che normalmente comprende una fase di smaltimento del calore, nonché l’interazione con un fluido (liquido o gassoso) che fa da veicolo per il riscaldamento o il raffreddamento.
Ecco alcuni campi di applicazione:
- Studio del sistema di condizionamento dell’aria HVAC per migliorare il comfort ambientale e l’evacuazione di sostanze inquinanti;
- Ottimizzazione del sistema di raffreddamento di dispositivi elettronici;
- Calcolo della dissipazione del calore nei sistemi di illuminazione;
- Studio di sistemi di scambio di calore, quali radiatori, scambiatori a fascio tubiero, caldaie, pastorizzatori;
- Determinazione della distribuzione di temperatura su una serie di corpi per la successiva analisi termo-strutturale.
Lo stress termico: un killer silenzioso
Le conseguenze generate da effetti termici generano spesso una importante problematica per una vasta gamma di prodotti, tra cui macchinari industriali, automobili ed elettronica di consumo. L’obiettivo di qualsiasi soluzione di gestione termica è di mantenere la temperatura di un prodotto in un intervallo ottimale per non deteriorare le prestazioni.
Conclusioni
La valutazione di questi rischi può essere effettuata utilizzando un software di simulazione termica come Nastran 2020. Questo tool include funzionalità di simulazione termica complete che possono aiutarti a comprendere le caratteristiche termiche del tuo prodotto e successivamente adattare la tua soluzione di gestione termica per prestazioni ottimali.
Il tutto è completamente integrato nei menu di Inventor 2020, in modo tale da poter simulare il prodotto direttamente in fase di idealizzazione, senza ricorrere a sistemi esterni in cui sarebbe necessario esportare il modello, simularlo, re-importarlo nel sistema CAD per le modifiche del caso ed effettuare altre simulazioni.
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