COMSOL磁鐵材料的案例
在 COMSOL 中正確模擬壓電材料
例如，可創建一個曲線坐標系以定義在空間中自由彎曲的各向異性材料。
本文來自：COMSOL博客
在 COMSOL 中模擬非線性磁性材料
為有效 H-B/B-H 曲線計算的插值數據可以被導出，進一步用于其他 COMSOL Multiphysics 應用。單擊功能區中的導出數據按鈕來打開導出材料數據 對話框。您可以將數據導出為文本文件，也可以通過在導出選項中選擇相應的選項導出到材料庫。
在文本文件導出選項中，可以選擇任何一種平均方法和曲線類型。這個導出的文本文件在每行中包含一對值。例如，可以將這個文本文件導入到 COMSOL Multiphysics 應用程序的插值函數節點中，并用來定義頻域磁仿真的有效 H-B/B-H 曲線。
導出材料數據對話框，說明了文本文件（左）和材料庫（右）數據導出選項。
您還可以使用導出為組合框中的材料庫導出選項將曲線數據導出作 為 COMSOL Multiphysics 材料庫中的文件（請見上圖右側）。這個導出的材料庫文件中的材料包含基于所選的平均方法（簡單能量或平均能量）的 H-B 曲線、B-H 曲線、有效 H-B 曲線和有效 B-H 曲線。還可以通過選中在零場時包含線性化相對磁導率復選框來包括線性化相對磁導率。導出的材料庫文件可以被添加到材料庫中，如下圖所示。
材料瀏覽器窗口，顯示將導出的材料庫文件添加到材料庫的步驟。
注：現在，您可以使用 COMSOL Multiphysics 材料庫中非線性磁性文件夾下的任何材料進行頻域仿真，方法是首先使用這個實用的仿真App將可用的 H-B/B-H 曲線轉換為有效的 H-B/B-H 曲線。
展開 COMSOL 中定義材料各向異性的方法
很多材料都具有各向異性的特性，并且在很多情況下，各向異性與材料的形狀相關。COMSOL Multiphysics? 軟件提供了多種定義曲線坐標系的方法（曲線坐標系可作為局部坐標系來定義材料的各向異性）。這篇文章，我們將討論每種曲線坐標系定義方法的概念以及如何進行選用。
各向異性特性
各向異性特性廣泛存在于各個領域，例如，具有地震各向異性的巖層、液晶顯示器中使用的液晶、航空工業中使用的輕質但仍能承受高負荷的材料，或者最接近生物軟組織性能的醫療替代品，等等。
曲線坐標系的基礎知識
讓我們了解一下這個案例，考慮一種碳纖維增強聚合物，其中嵌入環氧樹脂基體中的編織纖維沿纖維軸向具有較高的熱導率，在橫截面上具有較低的熱導率。如果想要使用熟悉的笛卡爾坐標系來表示纖維的各向異性幾乎是不可能的。但是，如果有一個跟隨纖維走向的坐標系，就可以直接設置各向異性特性。
環氧樹脂基體中的編織纖維。
如何確定這樣的坐標系呢？在物理學上，有許多效應會產生跟隨幾何形狀的矢量場，例如，順著纖維的流動，或者從纖維一端到另一端的熱傳導，甚至是產生磁場的一束載流導線。這些正是 COMSOL? 軟件中用來計算曲線系統的方法，所有這些方法都可以用來計算構成第一基矢 的矢量場 。由于大多數應用需要歸一化的矢量場，COMSOL Multiphysics 會自動除以 進行歸一化處理。第二個矢量場可以手動指定，笛卡爾坐標通常是一個不錯的選擇。以此為起點，我們重建第二基矢 ，確保它與 垂直，并被歸一化處理。最后，這兩個矢量的叉積得到第三基矢 。
在軟件內部，使用直角坐標系 進行計算，并將所有涉及不同坐標系的量轉換到 坐標系。
展開 在 COMSOL 中分析特殊的多孔彈性超材料
多孔彈性超材料結構的多角度視圖。圖片來自 Jingyuan Qu。
作為比對點，研究人員還研究了一個普通的多孔結構和一個由連續各向同性材料制成的立方體。當周圍的靜水壓力增大時，兩個結構的體積都會縮小。在相同的條件下，多孔超材料則會膨脹，突出了自身的等效壓縮性特征。
后續步驟
通過大量的研究，該小組能夠捕獲超材料的行為，改進設計，并利用這些信息加快進入制造階段。雖然利用傳統的加工技術來制造這類材料并非不可能，但是 3D 打印可以作為制造負壓縮性超材料的替代選擇。3D 打印機可以使用在靜水壓力下收縮的普通材料來制成這種超材料。
Qu 指出，因為即使在高壓環境中，超材料也能夠保持恒定不變的等效體積，或許可以在高壓應用中發揮特殊作用。
本文來自 ：COMSOL 博客
展開 
COMSOL生成多孔材料的教程
在COMSOL生成多孔材料可以采用CAD圖形導入的方式，在CAD內生成多孔幾何模型后導入到COMSOL中進行差集操作即可。
CAD多孔模型的建立—以曲邊泰森多邊形為例
1、設置好模型參數后運行CAD_Voronoi圖 V2.1.exe可直接生成CAD圖，將無用的圖層刪除后，僅保留曲邊泰森多邊形圖像，并將CAD文件另存為.dxf格式文件備用。
2、打開COMSOL新建模型選擇“二維”，并選擇合適的“物理場”。在模型開發器的 “幾何”上右擊選擇“導入”。找到先前保持的dxf文件構建選定對象。
3、選擇“幾何”菜單點擊“繪圖”-“矩形”，建立矩形實體。
4、選擇“幾何”菜單“布爾操作與分割”-“差集”。分別選擇矩形與導入的實體。構建選定對象。
展開 COMSOL功能梯度材料中的光線反射
本案例介紹在COMSOL建立功能梯度材料FGM幾何模型，并研究激光在通過梯度材料時的反射情況。
梯度材料模型采用CAD Voronoi FGM V1.0插件生成，CAD模型生成后只保留綠色圖層內容作為梯度材料的反射界面。
在AutoCAD內將圖紙另存為dxf格式文件，并將模型導入到COMSOL內，新建矩形與導入部件進行差集操作，建立梯度材料幾何模型。
對模型設置材料并劃分網格。
選擇二維幾何光學研究，左側邊界設置從邊界釋放，射線方向沿x軸正方向，將除右側邊界外的其他邊界全部設置為鏡面反射。
進行計算并查看光線在梯度材料中的反射現象。
展開 在 COMSOL 中分析特殊的多孔彈性超材料
多孔彈性超材料結構的多角度視圖。圖片來自 Jingyuan Qu。
作為比對點，研究人員還研究了一個普通的多孔結構和一個由連續各向同性材料制成的立方體。當周圍的靜水壓力增大時，兩個結構的體積都會縮小。在相同的條件下，多孔超材料則會膨脹，突出了自身的等效壓縮性特征。
后續步驟
通過大量的研究，該小組能夠捕獲超材料的行為，改進設計，并利用這些信息加快進入制造階段。雖然利用傳統的加工技術來制造這類材料并非不可能，但是 3D 打印可以作為制造負壓縮性超材料的替代選擇。3D 打印機可以使用在靜水壓力下收縮的普通材料來制成這種超材料。
Qu 指出，因為即使在高壓環境中，超材料也能夠保持恒定不變的等效體積，或許可以在高壓應用中發揮特殊作用。
本文來自 ：COMSOL 博客
展開 使用COMSOL5.5建立脆性材料壓縮摩擦剪切破壞的損傷模型 ￥19.89
使用COMSOL5.5建立脆性材料壓縮摩擦剪切破壞的損傷模型，使用非局部本構模型，包含源程序和論文（非本人所做，僅收取資料查找費）
單軸壓縮實驗
論文截圖
注1：上述所有資料源于本人辛苦收集，這里僅收取部分資料查找費，大家按需下載。
注2：上述所有資料均不答疑，購買后不退不換。
注3：如有侵權，請聯系本人，將立即下架。
在 COMSOL 中高效地定義材料
這種方法對于那些在不同幾何實體層（比如域和邊界）指定了相同材料的模型來說也很有用。針對此類問題，只需一次性地添加材料即可，并且可以為任何一種類型的幾何實體添加一個單獨的材料鏈接。
在仿真研究中高效地定義材料
通過使用本文介紹的特征和功能，可大幅提高對模型幾何進行材料定義的效率。此外，我們還制作了多個視頻教程，希望能幫助學會使用這些工具，并能將它們用到自己的仿真研究當中。無論是需要處理包含多個組件的模型文件，還是要定義復雜的材料屬性，抑或是需要模擬研究中測試不同材料的影響，COMSOL Multiphysics 軟件豐富的內置功能讓整個建模流程變得更加流暢、高效。
來源：COMSOL
展開 comsol中壓電陶瓷仿真學習-材料篇
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comsol中壓電陶瓷仿真學習-材料篇
因工作內容改變，最近開始自學comsol，希望能從軟件小白的角度分享一些學習經驗。本文主要對壓電仿真分享一下自己的理解。以如下官網案例為例，主要對其中的壓電部分進行講解，由于聲學部分對工作內容并沒有指導意義，因此跳過。
官網案例鏈接（預應力螺栓 Tonpilz 型壓電換能器）：https://cn.comsol.com/model/piezoelectric-tonpilz-transducer-with-a-prestressed-bolt-14535
首先對本案例模型進行簡單介紹：Tonpilz 型換能器用于相對低頻的大功率聲發射。這是聲吶應用中常用的換能器配置。換能器由前輻射頭、后蓋板及堆疊在兩者之間的壓電陶瓷環構成，壓電陶瓷環通過中心螺栓連接。該示例介紹如何包含螺栓預張力的影響。
展開 基于comsol進行共振薄膜聲學超材料的模態分析
研究背景：
從聲學超材料出現到薄膜型和薄板型聲學超材料局域共振隔聲機理的廣泛研究，其負等效質量和負等效密度特性打破了傳統吸隔聲材料質量定律的限制，為低頻吸隔聲提供了新途徑。由吸聲系數理論模型可知，薄膜型結構的吸聲性能與振型模態、相對聲阻抗率有關。對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，探討振型模態與吸聲系數曲線的對應關系。
研究內容：
由吸聲系數理論模型可知，薄膜型結構的吸聲性能與振型模態、相對聲阻抗率有關，對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，探討振型模態與吸聲系數曲線的對應關系。
圖1.薄膜型結構
圖2.無中心質量塊薄膜型結構的固有模態分析
圖3. 含中心質量塊薄膜型結構的固有模態分析
數值模擬：
分別對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，預應力模態仿真選取的聚酰亞胺薄膜彈性模量為 2.35GPa，泊松比為 0.38，選取的結構鋼質量塊彈性模量為 200GPa，泊松比為 0.30。進行COMSOL 預應力模態仿真時，圓形薄膜結構采用膜單元(Membrane)，薄膜中心質量塊結構進行添加質量處理，除邊界條件的設置外，還需在薄膜表面施加初始面應力 200N/m。仿真分析的步驟如下所示。
（1）建立幾何模型
圖4.幾何模型的構建
（2）設置物理場
圖5.物理場的設置
（3）模態分析
無附加質量塊張緊圓膜結構和附加圓形質量塊薄膜型結構的前6階固有頻率和模態振型仿真結果如圖。可以看出在comsol中利用膜單元對薄膜型結構的固有模態分析結果與原文中對應的十分準確。
圖6. 復現無中心質量塊薄膜型結構的固有模態
圖7.
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COMSOL 顆粒增強復合材料力學仿真 ￥800
<p>復合材料是用經過選擇的、含有一定數量比的兩種或兩種以上的組元，經過人工復合、組成多相、三維結合且各相之間有明顯界面的、具有特殊性能的材料。顆粒增強體是用以改善復合材料的力學性能，提高斷裂功、耐磨性、硬度，增進耐蝕性的顆粒狀材料。如SiC、TiC、B4C、WC、Al2O3、MoS2、Si3N4、TiB2、BN、C （石 墨）等。 </p><p>顆粒增強復合材料作為一種新的結構材料有著廣闊的發展前景。本篇文章采用COMSOL軟件對顆粒增加復合材料結構進行了參數化建模，并計算了添加顆粒后的壓縮變形性能。顆粒增強復合體結構的建模基于<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/comsol" rel="noopener noreferrer" target="_blank">COMSOL軟件</a>中的App開發器編制了程序實現了不同粒徑和數量的非干涉顆粒隨機生成模型，幾何模型如下圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%">
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<img src="https://img.jishulink.com/upload/202107/e62e2e3673a9420a8db4bf2f55c48d0a.png" title="Untitled1.png" alt="Untitled1.png" style="max-width: 760px; width: 678px; height: 399px;" width="678" height="399" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202107/e62e2e3673a9420a8db4bf2f55c48d0a.png?
展開 COMSOL+MATLAB實現實時材料損傷計算
參考文獻：蓋迪.低滲透煤層氣壓裂損傷模型及數值模擬[D].東北大學，博士學位論文。朱萬成教授團隊。
幾百塊預算就不要來浪費大家時間了。
基于comsol的復合材料熱變形仿真分析 ￥2890
</p><p><br></p><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_rar.gif"><a href="https://oss.jishulink.com/upload/201908/975a93ce59b74762879c9618aad88727.rar" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 102, 204);">復合材料變形.rar</a></p><p>本模型分析了一款V型的雙層復合材料熱變形過程，雙層復合材料力學熱學性能不同，在一定的溫度作用下產生張角變形。 通過研究不同溫度，不同V型初始角度等情況下的變形，找到符合需求的邊界條件和幾何模型，指導實驗。</p><p> 本模型采用了固體傳熱、固體力學和微分代數方程。</p><p><br></p><p>復材固化的溫度邊界條件 。
展開 如何在 COMSOL 軟件中對鐵磁材料進行建模？
鐵磁材料在電子元件和電動機械中無處不在。電磁建模的分析對象可以是各種廣泛的應用，或是某種恰好具有磁性的材料特性（比如結構鋼的力學阻力）。在這兩類情況中，鐵磁零件都會對其周圍的磁場造成影響，所以精確模擬鐵磁材料的影響對于設備或系統的正常運行至關重要。
鐵磁材料的分類
分類是認識不同材料呈現的各種磁性能的有效手段。最簡單的一種分類體系如下：
弱磁性材料
可使外加磁場產生微弱變化（例如順磁性材料和抗磁性材料）
軟鐵
可有效集中外部磁通量，但本身不具有“固有”磁化強度（因此如果放在沒有磁場的區域中，軟體會退磁）
硬鐵，下文稱之為永磁體
即便沒有外加磁場也會產生磁通量
第 2 和第 3 類材料被稱為鐵磁體。
不過，這種分類并不像表面上那么簡單，因為軟鐵和永磁體之間的界限未必如此清晰，而且某些特性是兩種類型所共有的。一種材料在無外部磁源時可能表現出微弱的磁化強度（類似于永磁體），但是，它的磁化強度也會因為外加磁場而大大增強（類似于軟鐵）。
此外，有的材料會表現出滯回性能，也就是說，在應用并移除外部載荷之后，它的磁性將變得與原先不同。外部載荷不一定指電流所產生的磁場，也有可能是物理位移（參照下方動畫）。
綜上所述，在處理鐵磁材料時，我們需要描述各種截然不同的磁性能。在本篇博客文章中，我們將分析 COMSOL? 軟件的相關可用選項。
磁性本構關系概述
磁性能的多樣性體現在各種不同的系統中（包括有利或不利影響），所以表征磁性能范圍的能力非常重要。
“AC/DC模塊”能夠通過下表第一列的八種預定義本構關系，自動添加所有類型的磁性能，它也允許用戶輸入自己用代碼編寫的外部材料。
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