COMSOL應(yīng)力分析的案例
使用 COMSOL 軟件分析裝配中螺紋管件的應(yīng)力
對(duì)螺紋管裝置進(jìn)行降階應(yīng)力分析
在本例中，你可以通過(guò) LiveLink? for SOLIDWORKS? 將 SOLIDWORKS? 軟件中的完整螺紋管裝置模型同步到 COMSOL Desktop? 環(huán)境中。為了計(jì)算降階應(yīng)力分析，你需要利用橫截面 節(jié)點(diǎn)從三維模型中截取二維截面。該分析假定對(duì)外螺紋零件施加 5000 Nm 的扭矩（如下圖所示）。在設(shè)計(jì)中，外螺紋與其他零件均由相同的鋼材制成。
上：同步到 COMSOL Multiphysics 的完整三維裝配。下：為進(jìn)行應(yīng)力分析而截取的二維截面。
為了計(jì)算裝配中每個(gè)零件之間的力傳遞，模型使用了構(gòu)造接觸。在 SOLIDWORKS? 軟件中，這些接觸面被定義為面選擇。裝配同步之后，所有的選擇被自動(dòng)傳遞到了二維軸對(duì)稱(chēng)模型中。這簡(jiǎn)化了接觸對(duì)的創(chuàng)建過(guò)程，因?yàn)槲覀儾辉傩枰謩?dòng)逐個(gè)選定相互接觸的邊界實(shí)體。尤其是對(duì)于螺紋，你只需要在 SOLIDWORKS? 軟件中為兩個(gè)面創(chuàng)建一個(gè)選擇，不再需要在二維軸對(duì)稱(chēng)模型中選定十五條邊。
下圖為應(yīng)力分析結(jié)果。我們可以看到施加了最大扭矩（5000 Nm）時(shí)的 von Mises應(yīng)力。繪圖表明，應(yīng)力的最大值小于使用 A 級(jí) 10.9 級(jí)合金鋼時(shí)的檢測(cè)值，這說(shuō)明管件設(shè)計(jì)可以使用此材料。
仿真繪圖顯示了施加了最大扭矩后的 von Mises 應(yīng)力。
來(lái)源：COMSOL
展開(kāi) COMSOL井壁周?chē)h(huán)向應(yīng)力與徑向應(yīng)力
本案例考察不同地應(yīng)力下井壁周?chē)h(huán)向應(yīng)力與徑向應(yīng)力分布，同時(shí)考慮孔隙水壓對(duì)圍巖應(yīng)力分布影響。comsol后處理中并不能直接得到環(huán)向應(yīng)力與徑向應(yīng)力，需要通過(guò)x、y方向應(yīng)力轉(zhuǎn)化得到。具體結(jié)果如下，從圖中可以看到不同的水平、垂直地應(yīng)力大小，會(huì)產(chǎn)生不同的應(yīng)力分布。在井壁周?chē)瑥较?em>應(yīng)力最小，環(huán)向應(yīng)力與von Mises屈服應(yīng)力最大。此案例僅考慮水壓對(duì)應(yīng)力影響，后續(xù)還可以考慮溫度、損傷對(duì)其影響。
展開(kāi) 如何使用 COMSOL 模擬殘余應(yīng)力
今天，我們將介紹結(jié)構(gòu)力學(xué)中殘余應(yīng)力的概念，并以金屬拉深工藝為例，了解如何計(jì)算殘余應(yīng)力。我們以一個(gè)經(jīng)過(guò)或未經(jīng)過(guò)加工硬化的彎曲梁為例，先解釋如何計(jì)算和分析殘余應(yīng)力，然后介紹一個(gè)鈑金成形模型。
什么是殘余應(yīng)力？
殘余應(yīng)力是指塑性結(jié)構(gòu)卸載后仍然存在的自平衡應(yīng)力。在機(jī)械零件的制造過(guò)程中，會(huì)引入殘余應(yīng)力，并將影響零件的
疲勞
、失效甚至腐蝕行為。
實(shí)際上，不受控制的殘余應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過(guò)早失效。盡管殘余應(yīng)力可能會(huì)改變性能，甚至?xí)?dǎo)致制造的產(chǎn)品故障，但是一些應(yīng)用實(shí)際上是需要它們的。例如，像智能手機(jī)屏幕的玻璃這樣的脆性材料，在制造過(guò)程中通常會(huì)在表面誘發(fā)壓縮殘余應(yīng)力，以避免裂縫尖端的擴(kuò)散。
因此，殘余應(yīng)力在整個(gè)力學(xué)應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。只有通過(guò)對(duì)這些應(yīng)力進(jìn)行定性和定量分析，才有可能確定最適合特定應(yīng)用的加工工藝。這些分析還可以幫助探索用于產(chǎn)品可靠性的最佳材料用量或最合適形狀設(shè)計(jì)，以避免故障和失效。
純彎曲下的梁
以下圖中的細(xì)長(zhǎng)梁為例來(lái)說(shuō)明。這個(gè)梁的截面為矩形，深度為
，寬度為
。梁的左側(cè)被固定，并在自由端上施加一個(gè)彎矩。
計(jì)算殘余應(yīng)力
根據(jù)梁理論，在這個(gè)示例中，彎矩是恒定的，應(yīng)力可以寫(xiě)為：
(1)
其中，
是關(guān)于 z 軸的慣性矩。
隨著
的增加，梁首先表現(xiàn)為彈性行為，但在達(dá)到它的屈服彎矩
后， 開(kāi)始表現(xiàn)為塑性行為。由此產(chǎn)生了彈塑性截面。當(dāng)塑性區(qū)擴(kuò)展到整個(gè)橫截面時(shí)，就可以確定梁所能承受的極限彎矩
。本文，我們假設(shè)梁在這樣的時(shí)刻會(huì)坍塌，并具有完美的塑性行為。
梁的外層纖維將首先達(dá)到屈服點(diǎn)，而核心纖維則保持彈性。
展開(kāi) 如何在 COMSOL 中評(píng)估應(yīng)力
為了充分利用仿真，熟悉這些選項(xiàng)很重要，什么是最佳選擇取決于您正在研究的內(nèi)容和分析的目的。
還有一種我們沒(méi)有討論的情況是，如何處理出現(xiàn)在拐角處或其他奇點(diǎn)處的高應(yīng)力。文章“有限元模型中的奇點(diǎn)：如何處理模型中的紅點(diǎn)” 中討論了奇點(diǎn)的影響。后續(xù)我們可能會(huì)重新討論這個(gè)具有重大實(shí)際意義的話(huà)題。
本文來(lái)自：COMSOL
comsol超聲波應(yīng)力檢測(cè)模擬 ￥1500
<p>本案例模擬了超聲波檢測(cè)過(guò)程，被檢測(cè)對(duì)象是一鋼材質(zhì)結(jié)構(gòu)，超聲脈沖信號(hào)布置了發(fā)射端和接收端，并且通過(guò)有機(jī)玻璃將聲波傳導(dǎo)至結(jié)構(gòu)內(nèi)，模型如圖1所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/7fe48cdee04443e5a2f0d2ace5c88e7f.png" alt="m1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 幾何模型</strong></p><p>模擬了超聲波（頻率5mhz）從發(fā)射，傳播到接收這一過(guò)程，仿真結(jié)果如圖2所示：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/db4647999acb418284edcb49d38d9dc1.gif" title="Untitled1.gif" alt="Untitled1.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/db4647999acb418284edcb49d38d9dc1.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/db4647999acb418284edcb49d38d9dc1.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40" data-initial-src="https://img.jishulink.com
展開(kāi) comsol在自身應(yīng)力下的邊坡穩(wěn)定性研究 ￥50
因此，對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究和分析是十分必要和有意義的，可以為滑坡的預(yù)警和防治提供重要的信息。與不穩(wěn)定邊坡有關(guān)的問(wèn)題是由于巖土體條件的變化(如幾何和尺寸、節(jié)理和裂縫的發(fā)展、地表排水和地下水條件)、外部因素包括自然因素(如地震和降雨)和人為活動(dòng)(如挖掘)。綜上所述，邊坡穩(wěn)定性受到力學(xué)(M，如重力作用、邊坡開(kāi)挖后應(yīng)力重分布、地震活動(dòng)誘發(fā)的動(dòng)荷載)和水力(H，如地下水滲流、雨水入滲)過(guò)程及其相互作用的影響。此外，邊坡的受力過(guò)程和水力過(guò)程都受到溫度變化的影響。
利用多物理場(chǎng)耦合軟件comsol，采用強(qiáng)度折減法分析邊坡穩(wěn)定性。
模型參數(shù)：
模型尺寸：
展開(kāi) comsol壩體水平應(yīng)力如何施加？
comsol水平應(yīng)力如何施加
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大佬們有人知道怎么顯示軸向的應(yīng)力分布嗎，comsol上結(jié)構(gòu)力學(xué)表達(dá)式太多，不知道選哪一個(gè)
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提供COMSOL流固耦合（巖土+Brinkman流體+蠕動(dòng)流）案例文件，案例實(shí)現(xiàn)了Brinkman流體與蠕動(dòng)流，巖土力的耦合。供大家交流學(xué)習(xí)，參考文獻(xiàn)：郭惟嘉, 趙金海, 尹立明, et al. 斷層突水非線(xiàn)性滲流-應(yīng)力耦合研究 [J]. 山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2017, 036(006):1-7.模擬結(jié)果如下圖所示，案例附后。
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基于Comsol固體力學(xué)相場(chǎng)法模擬焊點(diǎn)熱應(yīng)力裂紋擴(kuò)展
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學(xué)耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p> 微電子元件是冷卻系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于反復(fù)接通和斷開(kāi)電源，微電子元件受到熱循環(huán)的作用，焊點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)裂紋，斷開(kāi)了芯片與印刷電路板的連接，使微電子元件失去其操作功能。</p><p> 本例基于“非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)材料模塊”中的模型“焊點(diǎn)的黏塑性蠕變”、基于相場(chǎng)的損傷，耦合溫度場(chǎng)對(duì)單個(gè)焊點(diǎn)進(jìn)行仿真分析，分析焊點(diǎn)在極端熱循環(huán)下的裂紋萌生和擴(kuò)展情況。</p><p> </p><div contenteditable="false" width="100%"><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202109/c03555933668420082284eb58bcf3090.gif" title="Untitled.gif" alt="Untitled.gif" style="max-width: 760px; width: 536px; height: 310px;" width="536" height="310" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202109/c03555933668420082284eb58bcf3090.gif?
展開(kāi) 基于comsol的IGBT熱應(yīng)力研究，IGBT芯片細(xì)節(jié)模型 ￥2400
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本案例模型及相關(guān)操作見(jiàn)附件、收費(fèi)內(nèi)容部分，凡購(gòu)買(mǎi)本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說(shuō)明在仿真操作上還有什么疑問(wèn)，請(qǐng)與我溝通交流。
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提供基于comsol的儲(chǔ)層降壓開(kāi)采過(guò)程中的滲流-應(yīng)力耦合算例，可在此基礎(chǔ)上熟悉降壓開(kāi)采過(guò)程中的滲流-應(yīng)力耦合計(jì)算方法，拓展自己的研究，歡迎做相近方向的大佬指導(dǎo)交流，具體例子附后：
