Семейство продуктов COMSOL®

Модуль «Нелинейные материалы» открывает широкие возможности нелинейного прочностного анализа

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

Поведение множества материалов характеризуется нелинейной связью между напряжениями и деформациями, особенно при высоком уровне значений этих величин. Модуль «Нелинейные материалы» является дополнением к модулям «Механика конструкций» и MEMS и позволяет легко учесть нелинейные эффекты с помощью встроенных высокоэластичных, упругопластических и вязкопластических моделей 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» и «Роторная динамика». Кроме того, как и в любом дополнительном модуле COMSOL Multiphysics®, имеются встроенные мультифизические интерфейсы для моделирования, например, термических эффектов и взаимодействия твёрдых 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. Высокоэластичные модели материалов обычно используются для описания резины и биологических тканей; модели пластичности и ползучести применяются преимущественно при расчёте 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:

Высокоэластичные модели материалов:

  • Arruda–Boyce/Арруды-Бойса
  • Blatz–Ko/ Балтца-Ко
  • Delfino/ Дельфино
  • Extended tube/ модель вытянутой трубы
  • Fung anisotropic/ анизотропная Фанга
  • Gao/ Гао
  • Gent/ Гента
  • Mooney–Rivlin/ Муни-Ривлина
    • Two parameters/ с двумя параметрами
    • Five parameters/ с пятью параметрами
    • Nine parameters/ с девятью параметрами
  • Murnaghan/ Мурнагана
  • Neo–Hookean/ нео-гуковская
  • Ogden/ Огдена
  • St. Venant–Kirchhoff/ Сен-Венана-Кирхгофа
  • Storakers/ Сторакерса
  • Varga/ Варга
  • Yeoh/ Йеоха
  • Mullins effect/ эффект Маллинса
    • Ogden–Roxburgh/ Огдена-Роксбурга
    • Miehe/ Миэхе
  • Large strain viscoelasticity/ вязкоупругости при больших деформациях
  • User-defined hyperelastic materials/ пользовательские модели высокоэластичных материалов

Модели нелинейных упругих материалов:

  • Ramberg–Osgood/ Рамберга-Осгуда
  • Power law/ степенной закон
  • Uniaxial data/ данные одноосного растяжения
  • Shear data/ данные сдвиговых испытаний
  • Bilinear elastic/ билинейный упругий материал
  • User-defined nonlinear elasticity/ пользовательская модель

Модели сплавов с памятью формы:

  • Lagoudas/ Лагудаса
  • Souza–Auricchio/ Соузы-Ауричио

Модели ползучести:

  • Norton/ Нортона
  • Norton–Bailey/ Нортона-Бейли
  • Garofalo (hyperbolic sine)/ Гарофало (гиперболический синус)
  • Coble/ Кобле
  • Nabarro–Herring/ Набарро-Герринга
  • Weertman/ Виртмана
  • Deviatoric/ девиаторная модель
  • Volumetric/ объемная модель
  • Potential/ модель потенциала
  • User-defined creep/ пользовательская модель

Модели пластичности:

  • von Mises yield criterion/ критерий пластичности Мизеса
  • Tresca yield criterion/ критерий пластичности Треска
  • Orthotropic Hill plasticity/ ортотропная пластичность Хилла
  • Isotropic hardening/ изотропное упрочнение
    • Linear/ линейное
    • Ludwik/ модель Людвика
    • Johnson-Cook/ модель Джонсона-Кука
    • Swift/ модель Свифта
    • Voce/ модель Воке
    • Hockett–Sherby/ модель Хокетта-Шерби
    • User defined/ пользовательская модель
  • Kinematic hardening/ кинематическое упрочнение
    • Linear/ линейное
    • Armstrong–Frederick/ модель Армстронга-Фредерика
    • Chaboche/ модель Шабоша
  • Perfectly plastic hardening/ идеально-пластический материал
  • Large-strain plasticity/ пластичность при больших деформациях
  • User-defined yield surface and flow rule/ пользовательские уравнения для закона течения и поверхности текучести

Модели поропластичности:

  • Shima–Oyane/ Шима-Оянэ
  • Gurson/ Гурсона
  • Gurson–Tvergaard–Needleman (GTN)/ Гурсона-Твергаарда-Нидлемана
  • Fleck–Kuhn–McMeeking (FKM)/ Флека-Куна-Макмикинга
  • FKM–GTN
  • Capped Drucker–Prager/ Друкера-Прагера с верхним пределом
  • Large-strain plasticity/ больших пластических деформаций

Модели вязкопластичных материалов:

  • Anand/ Ананда
  • Chaboche/ Шабоша
  • Perzyna/ Пежина

Модели разрушения материала:

  • Критерий эквивалентных деформаций
    • Rankine/ Ренкина
    • Smooth Rankine/ сглаженный критерий Ренкина
    • Norm of elastic strain tensor/ норма тензора упругих деформаций
    • User defined/ пользовательский критерий
    • Phase-field damage/ метод фазового поля
  • Регуляризация
    • Crack band/ область формирования трещины
    • Implicit gradient/ неявный градиент
    • Viscous regularization/ вязкостная регуляризация
 

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 расчёта. При работе с определенными моделями материалов этот функционал особенно полезен для анализа влияния выбранной модели на результаты расчёта.

В приложении можно легко изменять расчётные параметры, например свойства материалов или параметры геометрической модели, и выполнять моделирование столько раз, сколько это необходимо, без перенастройки всей расчётной 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 расчёты, освобождая ваше время и силы для других задач.

Процедура проста:

  • Преобразуйте вашу модель из области механики конструкций 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 расчёты 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.

Каждая компания имеет уникальные требования к моделированию. Свяжитесь с нами, чтобы точно определить, подойдет ли программный пакет COMSOL Multiphysics® для решения ваших инженерных или научных задач. Обсудив основные аспекты с одним из наших менеджеров, вы получите личные рекомендации и подробные примеры, которые помогут вам сделать верный выбор и подобрать подходящую конфигурацию продуктов и тип лицензии.

Просто нажмите кнопку "Связаться с COMSOL", укажите свою контактную информацию, комментарии или вопросы и отправьте нам эту заявку. В течение одного рабочего дня вы получите ответ.

Следующий шаг:
Запрос
информации
о программе