Модуль нелинейные материалы

Модуль Нелинейные материалы открывает широкие возможности нелинейного прочностного анализа

Широкий выбор моделей высокоэластичных, упругопластических и вязкопластических материалов, а также явления ползучести

Поведение множества материалов характеризуется нелинейной связью между напряжениями и деформациями, особенно при высоком уровне значений этих величин. Модуль Нелинейные материалы является дополнением к модулю Механика конструкций пакета численного моделирования COMSOL Multiphysics^® и позволяет легко учесть нелинейные эффекты с помощью встроенных моделей высокоэластичных, упругопластических и вязкопластических материалов, а также моделей ползучести.

Модуль Нелинейные материалы дополняет функционал COMSOL Multiphysics^®, предназначенный для решения задач механики. Комбинируя встроенные модели материалов и задавая свои собственные модели, построенные, например, на основе инвариантов тензоров напряжений или деформаций, вы можете решать уникальные задачи прочностного анализа. Можно задавать собственные уравнения для закона течения или ползучести, а также собственные функции для плотности энергии деформации при анализе высокоэластичных материалов.

Нелинейные модели материалов можно использовать со всеми остальными инструментами прочностного анализа в COMSOL Multiphysics^®, реализованными в модулях Композитные материалы, Усталость материала, Динамика многотельных систем, Роторная динамика, а также в модуле MEMS. Кроме того, как и в любом дополнительном модуле COMSOL Multiphysics^®, имеются встроенные мультифизические интерфейсы для моделирования, например, термических эффектов и взаимодействия твердых тел с потоками жидкости.

Модуль Геомеханика обладает схожим функционалом, но является отдельным дополнением к модулю Механика конструкций. Он разработан специально для моделирования материалов, наиболее часто встречающихся в геотехнических задачах, например, грунтов и скальных пород.

Что можно моделировать с помощью модуля Нелинейные материалы

Модуль Нелинейные материалы содержит множество моделей, которые необходимы для анализа широкого набора различных материалов. Модели высокоэластичных материалов обычно используются для описания резины и живых тканей; модели пластичности и ползучести применяются преимущественно при расчете металлов; модели поропластичности предназначены для анализа компактирования металлических порошков, а также порошков в фармацевтическом производстве; модели разрушения актуальны для хрупких материалов, таких как керамика; модели сплавов с памятью формы используются для описания таких материалов как нитинол.

Нелинейные модели материалов:

Модели высокоэластичных материалов:

• модель Арруды-Бойса
• модель Балтца-Ко
• модель Гао
• модель Гента
• модель Муни-Ривлина
  • с двумя параметрами
  • с пятью параметрами
  • с девятью параметрами
• модель Мурнагана
• нео-гуковская модель
• модель Огдена
• модель Сен-Венана-Кирхгофа
• модель Сторакерса
• модель Варга
• модель Йеоха
• эффект Маллинса
  • модель Огдена-Роксбурга
  • модель Миэхе
• модель вязкоупругости при больших деформациях
• пользовательские модели высокоэластичных материалов

Модели пластичности:

• критерий пластичности Мизеса
• критерий пластичности Треска
• модель ортотропной пластичности Хилла
• изотропное упрочнение
  • линейное
  • модель Людвика
  • модель Свифта
  • модель Воке
  • модель Хокетта-Шерби
  • пользовательская модель
• кинематическое упрочнение
  • линейное
  • модель Армстронга-Фредерика
  • модель Шабоша
• идеально-пластический материал
• пластичность при больших деформациях
• пользовательские уравнения для закона течения и поверхности текучести

Модели нелинейных упругих материалов:

• модель Рамберга-Осгуда
• степенной закон
• данные одноосного растяжения
• билинейный упругий материал
• пользовательская модель

Модели вязкопластичных материалов:

• модель Ананда
• модель Шабоша
• модель Пежина

Модели ползучести:

• модель Нортона
• модель Нортона-Бейли
• модель Гарофало (гиперболический синус)
• модель Кобле
• модель Набарро-Герринга
• модель Виртмана
• девиаторная модель
• объемная модель
• модель потенциала
• пользовательская модель

Модели разрушения материала:

• Критерий эквивалентных деформаций
  • Ренкина
  • сглаженный критерий Ренкина
  • норма тензора упругих деформаций
  • пользовательский критерий
• Регуляризация
  • область формирования трещины
  • неявный градиент

Модели сплавов с памятью формы:

• модель Лагудаса
• модель Соузы-Ауричио

Приложения для моделирования: повышение удобства расчетов

Среда разработки приложения, включенная в состав пакета COMSOL Multiphysics^®, позволяет создавать приложения для моделирования, которые упрощают рабочий процесс моделирования, предоставляя возможность ограничивать набор входных данных и управлять выводом результатов расчета. При работе с определенными моделями материалов этот функционал особенно полезен для анализа влияния выбранной модели на результаты расчета.

В приложении можно легко изменять расчетные параметры, например, свойства материалов или параметры геометрической модели, и выполнять моделирование столько раз, сколько это необходимо, без перенастройки всей расчетной модели. С помощью приложений вы можете ускорить процесс проведения своих собственных исследований. Кроме того, можно предоставить доступ к приложениям коллегам, чтобы они самостоятельно выполняли свои расчеты, освобождая ваше время и силы для других задач.

Процедура проста:

• Преобразуйте вашу сложную модель теплопередачи в приложение с простым пользовательским интерфейсом
• Настройте приложение, добавляя поля для ввода и вывода нужных данных, которые будут доступны пользователям
• Используйте продукты COMSOL Server™ или COMSOL Compiler™ для развертывания приложений и предоставьте доступ вашим коллегам или клиентам
• Позвольте вашим коллегам или клиентам выполнять свои расчеты и исследования без вашей помощи

С помощью приложений вы можете расширить возможности моделирования в пределах вашей рабочей группы, организации, учебного класса или для ваших клиентов.