Обновления модуля Нелинейные конструкционные материалы

Для пользователей модуля Нелинейные конструкционные материалы в версии COMSOL Multiphysics® 5.4 доступен эффект Маллинза, повреждение хрупких материалов и новые опции для гиперупругих материалов с низкой сжимаемостью. Ниже приведены подробности об этих опциях.

Эффект Маллинза

Эффект Маллинза — это возникающее в резине явление, схожее с повреждением, при котором кривая напряжений и деформации зависит от максимальной величины деформации, которой был подвергнут материал. Теперь это явление можно моделировать, добавив подузел Mullins Effect (Эффект Маллинза) в опцию Hyperelastic Material (Гиперупругий материал). Доступны две стандартные модели для моделирования эффекта Маллинза: Огден-Роксбург и Михе.

График, на котором показан эффект Маллинза в модели. Напряжение в сопоставлении с растяжением для демонстрации эффекта Маллинза в схеме погрузки-разгрузки. Цвета на графике указывают на возрастающее значение параметра истории нагружения. Напряжение в сопоставлении с растяжением для демонстрации эффекта Маллинза в схеме погрузки-разгрузки. Цвета на графике указывают на возрастающее значение параметра истории нагружения.

Повреждение хрупких материалов

Повреждение хрупких материалов, вызванное растрескиванием, является важнейшим механизмом разрушения. С помощью нового подузла Damage (Повреждение) в узле Linear Elastic Material (Линейный упругий материал) можно создавать непрерывные модели растрескивания, в которых материал размягчается в силу большой нагрузки. Доступны различные эффективные модели скалярного повреждения, основанные на эквивалентных величинах деформации, в том числе на пользовательских выражениях, а также модели Мазарса для бетона. Можно также выбрать разные правила для распространения повреждения. Модели размягчающегося материала сложны в численном плане в силу четкой локализации повреждения. По этой причине часто используются методы обеспечения регулярности, посредством которых повреждение равномерно распределяется по конечной области. Доступны два таких метода: метод полосы растрескивания и метод условного градиента.

Эта функция продемонстрирована в следующих моделях:

Графики для анализа повреждения в хрупких материалах. Зона повреждения при изгибе консольной балки, а также характеристики нагрузки и смещения при использовании разных методов обеспечения регулярности. Зона повреждения при изгибе консольной балки, а также характеристики нагрузки и смещения при использовании разных методов обеспечения регулярности.

Новые параметры гиперупругих материалов с низким уровнем сжимаемости

Многие гиперупругие материалы, такие как резина, обладают очень низкой сжимаемостью. Для решения задач о деформировании таких материалов необходимо использовать специальные численные методы, например, смешанные формулировки. В новой версии расширены возможности моделирования полной или почти полной несжимаемости гиперупругих материалов, и теперь можно выбрать одну из различных формулировок влияния энергии объемной деформации или моделировать полную несжимаемость.

Демонстрация параметров гиперупругих материалов с низким уровнем сжимаемости. Напряжения и давление контакта в резиновом уплотнении, которое моделируется как полностью несжимаемое. Напряжения и давление контакта в резиновом уплотнении, которое моделируется как полностью несжимаемое.

Новые учебные модели

В версииCOMSOL Multiphysics® 5.4 добавлены три новые учебные модели.