如何在多材料中对多物理学进行建模?

2013年3月25日

Raj Thiagarajan博士是一位多产的研究文章的生产商,从废水处理到声学超材料,介于两者之间。作为ATOA(“ Atom to Application”)科学技术的董事总经理,Comsol认证顾问Raj不得不模拟所有类型的应用程序。现在,他将向您展示如何在多材料和复合产品设计中使用多物理模拟。

多材料复合材料的多物理行为

多材料复合材料是一种复合材料,其中基质或纤维或成分由宏观尺度上的多种材料组成。即将举行的网络研讨会将研究这些复杂结构的多物理行为。当考虑这些更复杂的模型时,热,声学,结构和静电性能都会显着影响。有些可以在宏观尺度上进行处理,而另一些则需要考虑微型甚至纳米级的效果。Raj将在所有这些尺度上显示模型以及具有成本效益和轻质产品设计的多材料设计空间。

在拉吉(Raj)对Comsol会议的贡献之一中,他提出了乐动滚球app下载如何通过测量电导率来检测复合材料的损害。在一个碳纤维增强聚合物(CFRP),可以通过分层和纤维本身的破坏在微尺度上造成损害。它也可以在宏观尺度上发生,例如当材料本身发生断裂时,会影响纤维和结合矩阵。

下面的图像通过分层和纤维/基质破裂的损害阶段来显示了测得的电势。微尺度性能(纤维的各向异性电导率)和宏观尺度性能(基质材料的电导率)需要耦合并一起模拟。

整个CFRP结构的电势 分层CFRP结构的电势

整体和分层CFRP结构的电势分布。电极放置在多材料结构前部的顶部和底部。图像版权所有©ATOA科学技术。

由于多材料损伤引起的电势分布
由于多材料(纤维/基质)损伤的程度,电势分布。电极放置在多材料结构的左右和右侧。图像版权所有©ATOA科学技术。

多物理,多尺度和多材料的网络研讨会

Atoast的一些功能将于4月5日展示Th当拉吉将成为我们网络研讨会上的嘉宾演讲者时comsol的多物理和多材料设计“。如果您想了解有关Comsol在多物理,多尺度和多材料应用程序中的功能的更多信息,则该网络研讨会适合您。

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评论(2)

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约翰·施密特
约翰·施密特
2013年3月27日

我试图使用COMSOL模拟CFRP的电导传导时遇到的问题是,电导率的差异对Comsol解决方案非常有用。普通碳纤维的电导率约为1E4/m,用于此类应用的典型使用聚合物的电导率为1E-12S/m(使用数学,数量级的差异为16)。这是因为Comsol中代码的机器精度为2.2E-16,因此电导率数量级的最大差异应小于SQRT(2.2E-16)= 1.49E-8。这意味着,如果电导率数量级的差异超过八个数量级,则comsol将产生错误的结果。我已经见证了很多次。我正在使用AC/DC模块中的电流接口。

我想确切地知道“纤维的各向异性电导率……以及基质材料的电导率”如何耦合并模拟。

Raj C Thiagarajan
Raj C Thiagarajan
2013年4月3日

我们系统中使用的CFRP具有高体积分数,我们升高了0.25 mohmm的纵向电阻率和横向电阻率为164mm,并且该范围不在绝缘子范围内。传导机制受碳纤维的3D网络控制。我们使用了带有成分的微机械模型,以及均质的各向异性电导率模型。因此,您的查询/问题与上面显示的碳纤维的导电网络模型无关。

如您所见,该网络研讨会由Atoast提出,我们是Comsol认证的工业设计模拟顾问,因此很乐意研究您的问题并提供商业解决方案。一定会与我们联系atoast.hq@atoastech.com

请加入我们的网络研讨会。

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