COMSOL接觸
關注創建者：CAE小老弟 創建時間：2019-10-29
COMSOL接觸的實例教程
COMSOL Multiphysics? 中結構力學接觸建模功能可以幫助模擬那些相互接觸后就粘在一起的物體（粘附），以及受力后分開的物體（剝離），同時還包括全內聚力的模擬。讓我們一起學習如何使用 COMSOL Multiphysics 來處理上述情況。
使物體相互粘結：如何模擬粘附
當對分離的固體施加壓縮力，將其緊壓在一起時，邊界上的機械接觸會使固體產生形變，以使接觸邊界互相契合。而如果用拉力將域分開，接觸便會隨即消失。這一效應可使用 COMSOL Multiphysics 中傳統的接觸建模進行模擬。如果物體沒有分離，而是保持粘結狀態，說明它們可維持拉伸力或粘附力。
事實表明，在模擬與接觸和粘附現象有關的力時，我們需要格外注意切向上的力。當物體接觸時，可能出現三種“相切狀態”：無摩擦滑動、有摩擦滑動和摩擦粘著。除此之外還有其他的復雜因素，在許多接觸過程中，只有滿足某些物理條件時，兩個邊界才會開始粘著。例如，某種粘附材料只有在超過特定溫度的環境中進行加工處理，才能有效發揮粘附作用。不過，借助 COMSOL “結構力學模塊”中的粘附與剝離功能，便能實現對上述所有現象的準確表征。
現在我們來探討由膠水（真實的膠水或者具有相似功能的物質）粘結起來的兩個固體零件。COMSOL Multiphysics 中的“粘附”節點是連接兩個邊界的關鍵，您可以在“模型開發器”模型樹中的“接觸”節點下找到這個子節點。
想要在接觸建模中使用“粘附”子節點，必須先勾選“罰函數”選項。罰函數的作用可被視為使用了一個剛性的單向彈簧對來模擬接觸。當兩個邊界相互擠壓時，它們之間會形成一個虛擬的彈性薄層。在激活“粘附”模式后，彈簧切換為雙向，并具有了切向剛度。如果兩個邊界之間存在真正的粘附層，您可以參考真實的材料數據來確定剛度。
展開 在 COMSOL Multiphysics? 中對接觸疲勞進行建模
我們可以用兩種方法在 COMSOL Multiphysics 中建立接觸疲勞模型。一種方法是在兩個物體的界面上創建一個接觸對。必須對兩個物體都進行建模，并且必須沿著兩個接觸界面應用精細的網格。這種類型的接觸模擬往往計算量很大。
模擬接觸疲勞的另一種方法是使用與赫茲有關的經典解，用于兩個具有彎曲表面的彈性體之間的接觸，這在接觸力學的研究中有所描述。接觸中的一個物體被接觸壓力的分析解所取代，該壓力在另一個物體的表面上被指定。我們可以通過以下方式來實現。
在參數節點中指定接觸特性，如最大壓力和接觸軸，作為參數。
在變量節點中，將表面上某一特定位置的接觸壓力表示為變量
將接觸壓力指定為另一物體表面的邊界載荷
這樣做以后，我們就不需要對其中一個物體進行建模，這就減小了模型的大小。由于對所產生的應力狀態的準確解析需要一個精細的網格，任何減小模型大小的技術在接觸疲勞建模中都很重要。
為接觸物體的接觸壓力指定一個分析解的設置。
第二種技術是 COMSOL 疲勞模塊的案例庫中的兩個教程模型中所采用的：長期接觸疲勞和線性導軌中的滾動接觸疲勞。在第一個例子中，一個球形壓頭在被測材料上被反復壓緊和釋放。在第二個例子中，一個球形滾動元件沿著一個滾道槽移動。
兩個模型中的特征幾何長度都是幾毫米，這相當于球形物體的接觸半徑。接觸區的特征長度約為該測量值的十分之一。在長期接觸疲勞的例子中，壓頭的半徑為 7 mm ，接觸半徑為 260 μm。對于滾動接觸疲勞示例，滾動元件的半徑是 2 mm，兩個接觸橢圓軸分別是 161 μm 和 36 μm 。
展開 解決瞬態接觸問題中的粘滑摩擦轉換
在許多接觸問題中，我們必須解決粘滑摩擦轉換現象。如本例所示，COMSOL 軟件為我們提供了專用于處理此類分析的功能，全新的能量值變量可用于驗證解的準確性。基于這些研究結果，工程師可以設計出更加安全、節能的系統。
來源：COMSOL
COMSOL軟件是一款功能強大的多物理場仿真軟件，尤其適合學術科研以及仿真教學。本人接觸COMSOL軟件也已有六年有余，在此期間，積累了豐富的理論基礎和應用經驗，特別是Comsol激光先進制造數值模擬方面，因此，我整理了一個模型合集，涉及兩相流水平集（相場），流固耦合，熱流耦合，熱力耦合、光學，固體力學、多體動力學等模塊，詳細視頻可以關注我的B站：“一嶼而已”
COMSOLMultiphysics可以求解多場問題，完全開放的架構，任意獨立函數控制的求解參數，專業的計算模型庫，全面的第三方CAD導入功能，強大的網格剖分能力，大規模計算能力，豐富的后處理功能，專業的在線幫助文檔，多國語言操作界面，因此被應用于各個相關科研和產品研發領域
適合參加培訓學員對象：
（1）剛接觸comsol還未安裝軟件 （2） 用了一段時間但是基礎較差
（3.） 基礎的都會想解決自己的模型問題 （4）想系統性培訓學習comsol軟件
內容：
一，多物理場耦合仿真及COMSOL軟件介紹
二，COMSOL軟件基礎操作
三、低頻電磁場（ACDC）物理場技術詳解
四、實際案例模型操作
案例一、電磁探測（1）人體頭顱腫瘤MIT電磁探測（2）人體頭顱幾何畫法。（3）正向問題求解探討（4）發射角與接收角相位差計算。
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軸承、齒輪、軌道和凸輪的損壞是由一種叫做接觸疲勞的損傷機制引起的。當接觸的兩個零件承受瞬態接觸壓力時，在裝配中就會發生這種情況。當傳遞的載荷過高時，經過無數次的載荷循環，表面材料的一塊會剝落并留下一個小凹坑。這種現象被稱為剝落或點蝕。利用 COMSOL Multiphysics? 軟件，我們可以建立接觸疲勞模型并預測這些組件的失效。
接觸疲勞的損傷機制
當兩個零件之間不斷變化的接觸壓力在表面和次表面層上引入一個隨時間變化的應力狀態時
COMSOL Multiphysics? 中結構力學接觸建模功能可以幫助模擬那些相互接觸后就粘在一起的物體（粘附），以及受力后分開的物體（剝離），同時還包括全內聚力的模擬。讓我們一起學習如何使用 COMSOL Multiphysics 來處理上述情況。
使物體相互粘結：如何模擬粘附
當對分離的固體施加壓縮力，將其緊壓在一起時，邊界上的機械接觸會使固體產生形變，以使接觸邊界互相契合
comsol還未安裝軟件 （2） 用了一段時間但是基礎較差
（3.）
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COMSOLMultiphysics可以求解多場問題，完全開放的架構，任意獨立函數控制的求解參數，專業的計算模型庫，全面的第三方CAD導入功能，強大的網格剖分能力，大規模計算能力，豐富的后處理功能，專業的在線幫助文檔，多國語言操作界面，因此被應用于各個相關科研和產品研發領域
適合參加培訓學員對象：
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（3.）
對于許多接觸問題，粘滑摩擦轉換是一個重要分析點。這種現象可以影響兩個物體的接觸區域附近的應力、應變和變形。COMSOL 軟件提供了處理此類力學接觸問題及驗證結果所需的工具。通過清晰地了解粘滑摩擦轉換及其后續影響，我們可以提高相關系統的安全性和能效。
機械接觸問題中的粘滑現象
每一天，我們都可以聽到汽車輪胎剎車或火車進站停車時發出的噪音。雖然我們很熟悉這個聲音，但對它們背后的現象未必清楚。
他開始接觸到COMSOL Multiphysics時先學習了一些模型庫中的例子，然后再開始處理他的問題：HFIR增壓器熱傳導模型（圖3b）。他滿腔熱情的說，“利用COMSOL Multiphysics建立模型非常的簡單。首先，我在用戶界面里利用內建的CAD工具創建了3D增壓器幾何模型，然后利用輸入表達式定義參數。
例如，上方磁鐵組件的彩色環形區域指明了磁鐵組件頂著管子的接觸面積（于COMSOL 建模成接觸對）。
一旦隔膜厚度固定了，驅動器的相對機械剛度也就知道了。為了降低驅動器的整體軸向剛度，電磁組件的磁剛度必須調整到正確值。這里關鍵的參數是磁強與氣隙的大小。為了優化磁路的布局，Kennes 使用COMSOL 的AC/DC 模塊來計算部件內的磁通密度（圖3）。
