利用非线性结构材料模块扩展结构分析

轻松访问各种超弹性、弹塑性、粘塑性和蠕变材料模型

许多材料都具有非线性应力-应变关系,在较高的应力和应变水平下尤其如此。在分析由这种材料制成的物体时,我们需要考虑材料的非线性属性。“非线性结构材料模块”是结构力学模块COMSOL Multiphysics® 软件的附加模块,其中提供许多附加材料模型,例如超弹性、弹塑性、粘塑性和蠕变,方便您轻松地对这些效应进行耦合分析。

“非线性结构材料模块”增强了 COMSOL Multiphysics® 中结构力学模型的功能。您可以组合使用内置的材料模型,甚至还能够基于应力或应变不变量等物理量来定义自己的模型,从而根据您个人的独特需求定制结构分析。您不仅可以创建自己的流动法则和蠕变定律,还能创建超弹性应变能密度函数。

非线性材料建模功能增强了 COMSOL Multiphysics® 提供的所有结构分析,这一增强功能可扩展到其他结构力学附加模块:复合材料模块疲劳模块多体动力学模块转子动力学模块以及 MEMS 模块。此外,与所有 COMSOL Multiphysics® 附加模块相同,该模块也具有内置的多物理场功能,可用于模拟热效应和流-固耦合等现象。

类似的附加模块有岩土力学模块,但它是“结构力学模块”的一个独立模块,专门用于分析岩土工程应用中的常见材料,如土壤和岩石。

非线性结构材料模块支持的建模对象

“非线性结构材料模块”包含数十种材料模型,可以帮助您对各种固体材料进行建模。超弹性模型通常用于橡胶和生物组织;塑性和蠕变模型主要用于金属;多孔塑性模型主要用于粉末压制(金属和医用药丸);损伤模型主要适用于陶瓷等脆性材料;形状记忆合金模型适用于镍钛合金等材料。


材料模型

超弹性:

  • Arruda–Boyce
  • Blatz–Ko
  • Gao
  • Gent
  • Mooney–Rivlin
    • 两参数
    • 五参数
    • 九参数
  • Murnaghan
  • Neo-Hookean
  • Ogden
  • St. Venant-Kirchhoff
  • Storakers
  • Varga
  • Yeoh
  • Mullins 效应
    • Ogden–Roxburgh
    • Miehe
  • 大应变粘弹性
  • 用户定义的超弹性材料

塑性:

  • von Mises 屈服准则
  • Tresca 屈服准则
  • 正交各向异性 Hill 塑性
  • 各向同性硬化
    • 线性
    • Ludwik
    • Swift
    • Voce
    • Hockett–Sherby
    • 用户定义
  • 运动硬化
    • 线性
    • Armstrong–Frederick
    • Chaboche
  • 理想塑性硬化
  • 大应变塑性
  • 用户定义的屈服表面和流动法则

非线性弹性:

  • Ramberg–Osgood
  • 幂律
  • 单轴数据
  • 双线弹性
  • 用户定义的非线性弹性

粘塑性:

  • Anand
  • Chaboche
  • Perzyna

蠕变:

  • Norton
  • Norton–Bailey
  • Garofalo(双曲正弦)
  • Coble
  • Nabarro–Herring
  • Weertman
  • 体积
  • 用户定义的蠕变

损伤:

  • 等效应变准则
    • Rankine
    • 平滑 Rankine
    • 弹性应变张量的模
    • 用户定义
  • 正则化
    • 裂缝带
    • 隐式梯度

形状记忆合金:

  • Lagoudas
  • Souza–Auricchio
 

仿真 App:定制输入输出,简化设计流程

借助 COMSOL Multiphysics® 内置的“App 开发器”,您可以构建仿真 App,在其中限制模型的输入并控制模型输出,使您的同事也能够自行运行分析,从而进一步简化仿真工作流程。在使用特定的材料模型时,此功能尤其适用于测试不同材料对仿真结果的影响。

您可以在专用的 App 中轻松更改几何尺寸或材料属性等设计参数,并根据需要执行多次测试,而无需了解软件的内部工作原理。您可以借助 App 提高自己的测试运行效率,也可以将 App 分发给团队其他成员供大家运行各自的测试,从而将节省的时间和资源投入到其他项目中。

仿真 App 的构建过程非常简单:

  1. 将结构力学模型转换为专用的用户界面(仿真 App)
  2. 为 App 用户选择输入和输出,实现按需定制 App
  3. 使用 COMSOL Server™COMSOL Compiler™ 部署产品,使其他团队成员也可以访问这些 App
  4. 最终实现您的团队成员在无需任何帮助的情况下,便能够自行运行设计分析

通过构建和使用仿真 App,您可以在整个团队、机构、课堂或客户群中扩展仿真功能。

下一步:
申请软件演示

每个公司、每个仿真需求都是独特的。 为帮助您充分评估 COMSOL Multiphysics® 软件是否能满足您的需求,请联系我们。 通过与我们的销售代表进行交流,您将能得到个性化的建议和完整的案例文档,帮助您在产品评估过程中获取实用信息,并针对您的需求选择最佳的许可证。

您只需单击“联系 COMSOL”按钮,填写您的联系信息和具体的需求并提交,我们的销售代表将会在一个工作日内给您答复。