Модуль MEMS

Новое приложение: MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling (Дрейф датчика давления MEMS, обусловленный гигроскопическим расширением)

Для интеграции в микроэлектронные цепи устройства MEMS прикрепляются к печатным платам и соединяются с прочими устройствами. После этого всю схему покрывают эпоксидным формовочным компаундом для защиты устройств и их соединений с платой. Эпоксидные полимеры, используемые в таких случаях, гигроскопичны и подвержены гигроскопическому расширению, что может привести к отслоению формовочного компаунда от платы или к некорректной работе MEMS-компонентов.

В приложении MEMS Pressure Sensor Drift (Дрейф датчика давления MEMS) моделируется зависимость дрейфа измеряемого напряжения от времени. Причина дрейфа — гигроскопическое расширение датчика давления MEMS во влажной среде. Данное приложение поможет проектировщику достичь требуемой чувствительности датчика и свести к минимуму его дрейф. Это достигается за счет задания геометрических параметров, характеристик материала формовочного компаунда и внешних условий.

В разработке приложения использовались интерфейсы Transport of Diluted Species, Solid Mechanics (Перенос растворенных веществ, механика твердого тела) и Shell (Оболочка) программного пакета COMSOL Multiphysics®.

Результаты моделирования стабильности датчика давления в приложении MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling (Дрейф датчика давления MEMS, обусловленный гигроскопическим расширением). Результаты моделирования стабильности датчика давления в приложении MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling (Дрейф датчика давления MEMS, обусловленный гигроскопическим расширением).

Результаты моделирования стабильности датчика давления в приложении MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling (Дрейф датчика давления MEMS, обусловленный гигроскопическим расширением).

Модели материалов из внешних программных библиотек

Программный пакет COMSOL Multiphysics версии 5.2 поддерживает новый способ задания пользовательского материала модели. Теперь вы можете пользоваться внешними функциями материалов, написанными на языке С и скомпилированными в общую библиотеку. Чтобы пользоваться функциями материалов, написанными на других языках программирования, достаточно создать функцию-оболочку на C. Теперь вы можете программировать собственные модели материалов и распространять их в виде дополнений.

К некоторым областям теперь можно добавить External Stress-Strain Relation (Внешняя зависимость материала от напряжения) в качестве материала. К некоторым областям теперь можно добавить External Stress-Strain Relation (Внешняя зависимость материала от напряжения) в качестве материала.

К некоторым областям теперь можно добавить External Stress-Strain Relation (Внешняя зависимость материала от напряжения) в качестве материала.

Внешняя библиотека может либо полностью определять зависимость напряжения и деформации либо лишь рассчитывать влияние неупругой деформации на доступные модели материалов. Учет влияния неупругой деформации сам по себе открывает множество возможностей. Он позволяет создавать материалы, подобные встроенным моделям материалов, которые доступны в виде подузлов узла Linear Elastic Material (Линейный упругий материал), — например, пластичность и ползучесть. Другая возможность, полное описание зависимости напряжения и деформации, соответствует высокоуровневым узлам материалов, например, модели материала Кэма — Клэя, и используется для создания модели материала с нуля.

Для работы с новыми функциями в интерфейс Solid Mechanics (Механика твердого тела) были добавлены две возможности: модель материала External Stress-Strain Relation (Внешняя зависимость деформации от напряжения) и External Strain (Внешняя деформация) — подузел узла Linear Elastic Material (Линейный упругий материал).

Существующие пользовательские возможности в узлах Hyperelastic Material, Plasticity (Гиперупругий материал, пластичность) и Creep (Ползучесть) обеспечивают удобный, но ограниченный способ определения собственных моделей материалов.

Контакт с незначительными относительными смещениями

В программном пакете COMSOL Multiphysics версии 5.2 представлен новый, упрощенный метод вычисления расстояния между контактами контактной пары. Эта функция может пригодится в тех случаях, когда смещение контактных поверхностей относительно друг друга практически отсутствует — например, при горячей посадке или крепления двух элементов друг к другу с помощью болтов. В этом методе расчет сопоставления между источником и приемником выполняется лишь один раз, что повышает скорость и устойчивость сходимости. Чтобы воспользоваться данным методом, в окне настроек контактной пары в качестве метода сопоставления выберите Initial configuration (Исходная конфигурация).

Регулировка исходного контактного зазора

Иногда конечно-элементная дискретизация криволинейных границ вызывает заметные отклонения в исходном расстоянии между двух границ контактной пары. В новой версии пакета добавлена возможность вычисления исходного зазора, позволяющая устранить эту проблему. Чтобы при последующем анализе значение исходного зазора вычиталось, установите флажок Force zero initial gap (Принудительная нулевая величина исходного зазора) в окне настроек Contact (Контакт) интерфейса Solid Mechanics (Механика твердого тела).

Напряжения, вызванные плотным соединением штока и короны вилки, в новой учебной модели Interference Fit Connection in a Mountain Bike Fork (Соединение с натягом в вилке горного велосипеда). Напряжения, вызванные плотным соединением штока и короны вилки, в новой учебной модели Interference Fit Connection in a Mountain Bike Fork (Соединение с натягом в вилке горного велосипеда).

Напряжения, вызванные плотным соединением штока и короны вилки, в новой учебной модели Interference Fit Connection in a Mountain Bike Fork (Соединение с натягом в вилке горного велосипеда).

Задание полной матрицы масс с помощью панели ввода Added Mass (Присоединенная масса)

Возможности функции Added Mass (Присоединенная масса) были расширены: теперь поддерживается ввод полной матрицы масс.

Возможность добавления термоупругого демпфирования

В мультифизической связи Thermal Expansion (Тепловое расширение) вы можете указать, является ли временная производная напряжений источником тепла при решении задач теплопередачи. Если установить новый флажок Thermoelastic damping (Термоупругое демпфирование), задача станет двусторонне сопряженной при решении задачи с зависимостью от времени.

Интерпретация параметра Prescribed Velocity/Acceleration (Установленная скорость / Установленное ускорение) при стационарном анализе

Если в вашей модели представлены узлы Prescribed Velocity (Установленная скорость) или Prescribed Acceleration (Установленное ускорение), вы сможете задать способ интерпретации данных граничных условий в стационарном исследовании. Поддерживается два варианта интерпретации — constraint (ограниченное состояние) и ignored (свободное состояние). Эта возможность будет особенно полезна в моделях и приложениях, использующих многочисленные комбинации различных типов исследований, включая анализ в частотной области, с зависимостью от времени и стационарные типы.