多物理场耦合分析专用岩土力学材料
岩土力学材料的仿真功能全面提升了“结构力学模块”的结构分析能力。为了在岩土工程分析中精准模拟真实世界的效应和复杂行为,用户可以将“岩土力学模块”与 COMSOL 产品库中的其他模块无缝结合,实现多物理场效应的耦合分析。例如,结合地下水流模块,能够高效模拟多孔介质流动、多孔弹性、溶质运移和传热等多物理场耦合现象。
岩土力学材料的仿真功能全面提升了“结构力学模块”的结构分析能力。为了在岩土工程分析中精准模拟真实世界的效应和复杂行为,用户可以将“岩土力学模块”与 COMSOL 产品库中的其他模块无缝结合,实现多物理场效应的耦合分析。例如,结合地下水流模块,能够高效模拟多孔介质流动、多孔弹性、溶质运移和传热等多物理场耦合现象。
本模块提供丰富的材料模型,以下是部分模型及其在软件中的界面展示。
“岩土力学模块”可用于定义具备土壤塑性特性的材料模型,这些模型能够与线性和非线性弹性材料结合使用,并可灵活集成阻尼、热膨胀、纤维等特征。本模块内置了多种土壤模型,包括:
“岩土力学模块”提供了强大的材料属性定义功能,能够精准模拟混凝土和岩石的失效准则,包括由于拉应力引起的失效行为。这些材料模型能够与线弹性材料 和非线性弹性材料 特征结合使用。模块内置了多种混凝土和岩石材料模型,包括:
混凝土
岩石
准脆性材料(如混凝土或陶瓷)在机械载荷作用下的变形行为通常表现为初始弹性变形。当应力或应变超过临界水平时,材料将经历从弹性阶段到非线性断裂阶段的转变。在达到临界值时,裂纹开始形成并逐渐扩展,最终导致材料断裂。裂纹的产生与扩展是脆性材料失效过程中的关键因素。针对这种复杂行为,存在多种理论描述。本模块提供以下损伤模型:
弹塑性土壤材料 特征用于模拟即使在无穷小应变下仍表现出非线性应力-应变关系的土壤材料。本模块提供以下土壤材料模型:
除了专为土壤设计的弹塑性材料模型外,“岩土力学模块”还提供适用于金属等延性材料的多种材料模型和塑性选项,包括:
此外,用户还可通过非线性结构材料模块获取更多弹塑性材料模型。
与超弹性材料(在中到大应变范围内表现出显著的非线性应力-应变关系)不同,非线性弹性材料即使在无穷小应变下也会呈现非线性应力-应变关系。模块内置了多种非线性弹性模型,包括:
更多材料模型可通过非线性结构材料模块获取,满足用户多样化的仿真需求。
蠕变是指材料在足够高的温度下,受到应力(通常远低于屈服应力)作用时产生的非弹性瞬态变形现象。“岩土力学模块”支持用户根据实际需求灵活定义材料的蠕变行为,并输入自定义的非弹性应变率表达式。
如需更丰富的材料模型支持,还可以结合非线性结构材料模块使用,获得更强大的模拟能力,全面满足复杂工程分析需求。
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