结构力学模块更新

对于结构力学模块的用户,comsol多物理学®版本5.4带来了响应频谱分析功能,使用代表性体积元素对材料数据的均质化以及材料的激活。浏览这些结构力学功能,等等。

响应频谱分析

响应频谱分析有新的功能,用于估计短和非确定动态事件的峰值响应。有几种模态组合方法的支持,例如SRSS,CQC(der Kiureghian),绝对总和,10%,分组和双和共和(Rosenblueth)。可以使用四种空间组合方法:SRSS,100-40-40,CQC3和SRSS3。可以使用Gupta和Lindley-Yow方法分离周期性和刚性模式,并为未由本征码表示的质量添加静态校正。该功能可通过模型向导通过称为的预设研究类型可用响应频谱,这为模型树添加了许多功能,以设置分析。

有两个新模型利用这些功能:

对经历地震的结构的响应频谱分析。

地震期间框架中的最大位移(左)。水平和垂直设计响应光谱(右)。

地震期间框架中的最大位移(左)。水平和垂直设计响应光谱(右)。

定期材料均质化的代表体积元素(RVE)

对于许多类型的不均匀材料,可以通过使用周期性边界条件研究最小的重复结构来计算有效的材料数据。这样的单元通常称为代表体积元素(RVE)。新的细胞周期性特征可以自动化这种单元的边界条件和负载的设置,您可以计算各向异性弹性数据和热膨胀系数,以用于宏观分析。一个新模型,复合材料的微力模型,可用来证明功能。

Comsol多物理版本5.4中的单元期周期性功能的演示。

周期性细胞的六个基本变形模式,代表基质中的单个纤维,以有效的应力为颜色。

周期性细胞的六个基本变形模式,代表基质中的单个纤维,以有效的应力为颜色。

用于轴对称分析的壳界面

轴向对称的壳结构在工程中很常见。这界面现在可用于2D轴对称,使对此类结构的分析更加有效。在研究多物理问题(例如声学结构相互作用)时,这一点尤其重要。

在以下模型中看到此功能:

轴向对称壳结构的模型。

自由圆柱形壳的第一个本本特征,显示为旋转图。

自由圆柱形壳的第一个本本特征,显示为旋转图。

新的流体结构互动耦合

流体结构相互作用(FSI)耦合已扩展,以允许与壳和膜相互作用。同时,流体结构相互作用多物理耦合已重新设计,以便将相同的耦合既用于流体域的变形很重要,何时可以忽略它。还有一个新的多物理耦合,用于组装中的流体结构相互作用,其中结构和流体之间的接口不必是共享网格的常见边界。该功能可在扩展版本中获得,其中包含FSI的多体动力学模块,其中包括灵活和刚体。看到多体动力学模块页面更多细节。

以下模型显示了此功能:

球检查阀的FSI模型。

流过球检查阀;流线因压力而着色。

流过球检查阀;流线因压力而着色。

添加剂制造材料的激活

在许多制造过程中,依次添加材料。在大多数情况下,应以无压力状态添加材料。与新的激活功能,一个属性为了线性弹性材料节点,您可以根据用户定义的标准添加和删除材料。该标准可以是任意表达式,例如,它取决于时间,参数值或温度。您可以在分层板模型。

滚子条件具有分析正常方向

在里面滚筒边界条件,您现在可以指定结构滑动的分析表面。使用此功能,也可以将滚筒条件用于有限位移和旋转。新功能可用于避免边界表面的正常向量的情况下的情况,例如使用导入的网格时,例如,边界表面的正常向量可能不足。

使用滚子边界条件的示例。

该条的中部使用了定义为圆柱体表面的滚筒条件。条可以自由围绕其轴自由旋转,并轴向翻译。

该条的中部使用了定义为圆柱体表面的滚筒条件。条可以自由围绕其轴自由旋转,并轴向翻译。

无反应的对称条件

在结构力学界面中的对称条件已扩展到允许对称平面沿其正常方向翻译而不是固定平面的情况。无反应的对称条件主要用于没有净反应力的截短结构。除了完全自由翻译外,对称平面还可以具有给定的位移或给定的净反作用力。您可以在表面电阻模型。

带滑动对称平面的电路板模型。

在通过电路板的切片中,允许最右侧的切口在温度下膨胀,同时剩下飞机。

在通过电路板的切片中,允许最右侧的切口在温度下膨胀,同时剩下飞机。

模态叠加的新研究类型

已经添加了两个新的模态叠加研究序列:时间依赖,预应力,模态频域,预应力,模态。在这两种情况下,都产生了三个研究步骤。第一个是一个固定步骤,在该步骤中,确定用于后续特征频率计算的预应力状态。使用这些研究,使用有效的模态叠加方法分析预应力结构将变得更加容易。因此,一些先前用于动态分析的研究类型被重命名。

研究模态叠加的图。

位移幅度和相位作为加载频率的函数,带有和没有预应力。

位移幅度和相位作为加载频率的函数,带有和没有预应力。

汉堡粘弹性模型

汉堡模型已添加到粘弹性材料模型列表中。这是一个与流体相似的本构模型,在承受压力时,它不长期稳定。例如,汉堡模型可以用于建模土壤和生物材料。

汉堡模型的演示。

汉堡模型的粘弹性示意图。

汉堡模型的粘弹性示意图。

边缘和点的刚性连接器

在建模机械组件时,使用刚性连接器是一种重要方法。选择刚性连接器现在可以是边界,边缘和点的组合。也可以直接在边缘和点级别添加刚性连接器。例如,连接点在螺栓和铆接连接中很有用。

刚性连接器功能的灵活配方

现在有两个公式刚性连接器特征:死板的灵活的。在默认值中死板的配方,所有选定的边界,边缘和点的表现都好像它们是由共同的刚体连接的一样。在某些情况下,这会带来不必要的僵硬或不切实际的局部压力。然后您可以切换到灵活的公式,仅在平均意义上应用约束。柔性公式仅适用于具有纯边界选择的刚性连接器,而不是在选择中包含边缘或点时。

外部材料的实用程序功能

当使用外部材料功能对自己的本构关系进行编程时,重复使用某些代码段。这包括各种张量操作,主值和方向的计算以及矩阵反转。一个具有20多个实用程序功能的新库涵盖了许多这样的常见操作,并大大缩短了为材料模型编写代码所花费的时间。

新教程模型

comsol多物理学®版本5.4带来了几种新的教程模型。