COMSOL柔性變形的案例
智能柔性變形機(jī)翼技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
(3) 在變形驅(qū)動(dòng)控制方面，利用智能材料驅(qū)動(dòng)變形，并實(shí)現(xiàn)柔性蒙皮材料、結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)一體化是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和未來(lái)應(yīng)用的發(fā)展方向。但是，目前輕量化設(shè)計(jì)的智能材料變形驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力和位移量都比較小，無(wú)法滿足應(yīng)用要求。通過(guò)增加智能材料的體積和數(shù)量雖然能夠增大驅(qū)動(dòng)力和變形量，但同時(shí)也會(huì)增加驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積和重量，與飛行器的輕量化設(shè)計(jì)要求相矛盾。鑒于此，加強(qiáng)新型智能材料和變形驅(qū)動(dòng)技術(shù)與系統(tǒng)的研究，發(fā)展具有超小、超輕、超快、驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)和簡(jiǎn)單易集成等特點(diǎn)的分布式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，是變形驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究發(fā)展方向。
(4) 在智能感知系統(tǒng)方面，加強(qiáng)微機(jī)電傳感技術(shù)、光纖傳感技術(shù)和新型柔性傳感技術(shù)的研究，發(fā)展基于嵌入式微傳感器的分布傳感系統(tǒng)并與柔性蒙皮相結(jié)合，形成可實(shí)時(shí)感知飛行載荷和變形姿態(tài)的智能柔性蒙皮系統(tǒng)。
(5) 在系統(tǒng)集成與協(xié)同方面，變形機(jī)翼增加了用于自適應(yīng)變形控制的分布傳感系統(tǒng)、變形機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)等，增加了飛行器系統(tǒng)的重量和復(fù)雜度，需要解決系統(tǒng)集成的輕量化和可靠性問題。面向高速高低溫、高低氣壓等飛行環(huán)境，需要研究空氣動(dòng)力學(xué)及動(dòng)態(tài)傳感控制問題，明確變形機(jī)翼局部與飛行器總體系統(tǒng)的相互影響規(guī)律，解決變體飛行器的自適應(yīng)控制和主動(dòng)控制協(xié)同、人機(jī)協(xié)同、人機(jī)環(huán)境協(xié)同等問題。
由此可見，基于形狀記憶材料、纖維增強(qiáng)柔性材料和高性能薄膜等新型材料的柔性蒙皮技術(shù)，結(jié)合智能材料與結(jié)構(gòu)和數(shù)字化設(shè)計(jì)方法的變形機(jī)構(gòu)技術(shù)，分布驅(qū)動(dòng)控制和柔性傳感技術(shù)，以及輕量化和高可靠性的系統(tǒng)技術(shù)與協(xié)同控制技術(shù)是智能柔性變形機(jī)翼技術(shù)的未來(lái)研究重點(diǎn)。
展開 北京大學(xué)：柔性可變形三維傳感器重要進(jìn)展！
隨著人們?nèi)找嬷匾暽斫】?，越?lái)越多的業(yè)界人士致力研發(fā)可貼附在人體各個(gè)部位的柔性可穿戴式傳感器，用于監(jiān)測(cè)溫度、心率、肌電、血壓等多種生理特征。然而，對(duì)于起伏很大、拉伸形變明顯的身體部位，尚需構(gòu)建一個(gè)更加立體的可變形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)與皮膚在任何狀態(tài)下的共形接觸，提高信號(hào)質(zhì)量，減少監(jiān)測(cè)時(shí)的噪聲。
近日，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院、納米器件物理與化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡又凡研究員課題組在相關(guān)研究中取得重要進(jìn)展。他們首先采用銀納米線（具有良好的透光性、導(dǎo)電性和機(jī)械柔韌性）作為導(dǎo)電材料、聚對(duì)二甲苯作為襯底材料，構(gòu)建3μm厚的超薄AgNWs/parylene復(fù)合薄膜，在導(dǎo)電性、透明度、穩(wěn)定性等方面均具有優(yōu)勢(shì)。
隨后，課題組將其應(yīng)用于心電監(jiān)測(cè)和高頻天線，所獲取的心電信號(hào)電壓幅值和信號(hào)特征與商用電極類似，可清晰記錄各波形的特征性心電圖峰；與此同時(shí)，制備的天線工作頻段在4.3 GHz以上，可覆蓋無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN，5GHz）和射頻識(shí)別（RFID，4.3～5.8 GHz）的工作范圍，且具有良好的高頻特性和全向性。更重要的是，課題組基于“剪紙”工藝原理，提出一種構(gòu)建三維可變形電子系統(tǒng)的通用方案，包括合理的激光圖案切割設(shè)計(jì)和獨(dú)特的圖形化流程。理論分析的結(jié)果證明通過(guò)切割圖形的設(shè)計(jì)，可有效增強(qiáng)薄膜與人體皮膚之間的黏附性。他們利用此三維可調(diào)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建可變形的透明濕度傳感器，以手肘和手指關(guān)節(jié)為例，成功實(shí)現(xiàn)了這些部位的汗液監(jiān)測(cè)。
被選為《先進(jìn)科學(xué)》封面的可變形透明濕度傳感器研究
這一研究由此給出一種構(gòu)建三維可變形傳感系統(tǒng)的通用策略，證明了在各類皮膚曲面上實(shí)現(xiàn)高性能傳感器系統(tǒng)的可行性，以及可應(yīng)用于未來(lái)復(fù)雜皮膚表面的各類生理健康監(jiān)測(cè)。
展開 Adams中如何測(cè)量柔性體標(biāo)記點(diǎn)的變形？
大家可能會(huì)遇到想要測(cè)量柔性體中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的變形這種情況。
首先確定基礎(chǔ)點(diǎn)（即定義為無(wú)變形的節(jié)點(diǎn)）。將一個(gè)無(wú)質(zhì)量的啞物體與該點(diǎn)固定約束，在啞物體上建立一個(gè)marker點(diǎn)，位置與你想要測(cè)量變形的節(jié)點(diǎn)相同，稱為marker_j；在需要測(cè)量的節(jié)點(diǎn)上建立marker點(diǎn)，記為marker_i；再通過(guò)建立measure來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)marker上的位移
參考：ADM710 FLEX：S13 modeling considerations
北大研究人員在柔性可變形三維傳感器研究中取得重要進(jìn)展
隨著人們?nèi)找嬷匾暽斫】?，越?lái)越多的業(yè)界人士致力研發(fā)可貼附在人體各個(gè)部位的柔性可穿戴式傳感器，用于監(jiān)測(cè)溫度、心率、肌電、血壓等多種生理特征。然而，對(duì)于起伏很大、拉伸形變明顯的身體部位，尚需構(gòu)建一個(gè)更加立體的可變形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)與皮膚在任何狀態(tài)下的共形接觸，提高信號(hào)質(zhì)量，減少監(jiān)測(cè)時(shí)的噪聲。
近日，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院、納米器件物理與化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡又凡研究員課題組在相關(guān)研究中取得重要進(jìn)展。他們首先采用銀納米線（具有良好的透光性、導(dǎo)電性和機(jī)械柔韌性）作為導(dǎo)電材料、聚對(duì)二甲苯作為襯底材料，構(gòu)建3μm厚的超薄AgNWs/parylene復(fù)合薄膜，在導(dǎo)電性、透明度、穩(wěn)定性等方面均具有優(yōu)勢(shì)。隨后，課題組將其應(yīng)用于心電監(jiān)測(cè)和高頻天線，所獲取的心電信號(hào)電壓幅值和信號(hào)特征與商用電極類似，可清晰記錄各波形的特征性心電圖峰；與此同時(shí)，制備的天線工作頻段在4.3 GHz以上，可覆蓋無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN，5GHz）和射頻識(shí)別（RFID，4.3～5.8 GHz）的工作范圍，且具有良好的高頻特性和全向性。更重要的是，課題組基于“剪紙”工藝原理，提出一種構(gòu)建三維可變形電子系統(tǒng)的通用方案，包括合理的激光圖案切割設(shè)計(jì)和獨(dú)特的圖形化流程。理論分析的結(jié)果證明通過(guò)切割圖形的設(shè)計(jì)，可有效增強(qiáng)薄膜與人體皮膚之間的黏附性。他們利用此三維可調(diào)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建可變形的透明濕度傳感器，以手肘和手指關(guān)節(jié)為例，成功實(shí)現(xiàn)了這些部位的汗液監(jiān)測(cè)。
被選為《先進(jìn)科學(xué)》封面的可變形透明濕度傳感器研究
這一研究由此給出一種構(gòu)建三維可變形傳感系統(tǒng)的通用策略，證明了在各類皮膚曲面上實(shí)現(xiàn)高性能傳感器系統(tǒng)的可行性，以及可應(yīng)用于未來(lái)復(fù)雜皮膚表面的各類生理健康監(jiān)測(cè)。
展開 
技術(shù)鄰學(xué)院丨ADAMS中你不一定知道的“變形金剛”——柔性體-剛?cè)狁詈夏K
技術(shù)鄰學(xué)院丨ADAMS中你不一定知道的“變形金剛”
——柔性體-剛?cè)狁詈夏K
【導(dǎo)語(yǔ)】
大部分仿真分析都采用的是剛性構(gòu)件，現(xiàn)實(shí)中把大部分構(gòu)件當(dāng)做剛性體處理是可以滿足要求的，因?yàn)楦鱾€(gè)零件之間的彈性變形對(duì)于機(jī)構(gòu)各部分的動(dòng)態(tài)特性影響微乎其微。但是考慮構(gòu)件變形會(huì)影響精度結(jié)果，特別是處理一些薄壁構(gòu)件，高精密儀器部件的時(shí)候，則需要好比ADAMS“變形金剛”的柔性體-剛?cè)狁詈夏K發(fā)揮作用，這樣計(jì)算結(jié)果會(huì)準(zhǔn)確一些。對(duì)于柔性體機(jī)構(gòu)，變形對(duì)動(dòng)態(tài)影響起著決定性作用，更能還原實(shí)際工況，從而使模型更真實(shí)還原。
在研究剛?cè)狁詈夏K之前，首先我們要知道ADAMS的研究體系包括三個(gè)部分：
1.剛體多體系統(tǒng)（低速運(yùn)動(dòng)）
2.柔性多體系統(tǒng)（考慮彈性變形，大輕薄，高速）
3.剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)（根據(jù)各個(gè)構(gòu)件情況考慮，常用普遍仿真類型）
而接下來(lái)我們要推薦的案例則需重點(diǎn)了解什么是柔性體：
柔性體是由模態(tài)構(gòu)成的，要得到柔性體就需要計(jì)算構(gòu)件的模態(tài)。柔性體最重要的假設(shè)就是僅考慮了相對(duì)于連體坐標(biāo)系得曉得線性變形，而連體坐標(biāo)系同時(shí)也在做大的非線性運(yùn)動(dòng)。
談到柔性體，就必然脫不了模態(tài)的概念，構(gòu)件的模態(tài)是構(gòu)件自身的一個(gè)物理屬性，一個(gè)構(gòu)件一旦制造出來(lái)，他的模態(tài)就是自身的一種屬性。
在ADAMS中建立柔性體的有三種方法：離散柔性連接桿、ADAMS/ViewFlex模塊生成mnf文件、FEA有限元軟件輸出mnf文件這三種方法。
伍黎老師無(wú)私分享的案例就是從這三種方法來(lái)展開研究話題的~
案例地址
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/302420
因?yàn)楸景咐U釋的內(nèi)容豐富且知識(shí)體系龐大，故配備有視頻包。
展開 基于comsol的復(fù)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(fù)合材料變形.rar</a></p><p>本模型分析了一款V型的雙層復(fù)合材料熱變形過(guò)程，雙層復(fù)合材料力學(xué)熱學(xué)性能不同，在一定的溫度作用下產(chǎn)生張角變形。 通過(guò)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(dǎo)實(shí)驗(yàn)。</p><p> 本模型采用了固體傳熱、固體力學(xué)和微分代數(shù)方程。</p><p><br></p><p>復(fù)材固化的溫度邊界條件 。
展開 使用 COMSOL 變形網(wǎng)格接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格位移
這種方法簡(jiǎn)化了 COMSOL Multiphysics 軟件對(duì)該類問題的求解。當(dāng)存在嚴(yán)重變形時(shí)，可以通過(guò)自動(dòng)重新剖分網(wǎng)格來(lái)幫助求解文章介紹的方法同樣可以用于三維幾何。模擬變形網(wǎng)格教程同時(shí)使用二維及三維示例演示了這一方法的使用。
至此，我們僅討論了對(duì)象在相對(duì)簡(jiǎn)單域內(nèi)的平移，我們可以輕松在其中設(shè)定變形域。當(dāng)很難對(duì)幾何進(jìn)行細(xì)分或?qū)ο髸?huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，我們將需要不同的方法。
來(lái)源：COMSOL
comsol相場(chǎng)法模擬水池注水大變形
comsol相場(chǎng)法模擬水池注水大變形
基于comsol的流固耦合，抽真空外殼變形仿真 ￥1890
</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/acbf38dc80e04a709d599af96c9acd19.rar" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 102, 204);">流固耦合抽真空.rar</a></p><p><br></p><p>使用comsol的流固耦合模塊，建立一個(gè)鈑金外殼和內(nèi)部空氣區(qū)域，之后將空氣壓力逐漸降低。</p><p>鈑金外殼在內(nèi)外大氣壓差的情況下，出現(xiàn)變形。</p><p>外殼在抽氣面固定，其他面自由變形。 隨著內(nèi)部壓力逐漸減小，其他面均出現(xiàn)不同程度的內(nèi)凹，計(jì)算結(jié)果符合真實(shí)實(shí)驗(yàn)。</p><p><br></p><p>模型中核心為空氣壓強(qiáng)與體積變化，流固耦合?；谶@個(gè)原理，可以用于分析氣囊充氣、空氣熱脹冷縮導(dǎo)致外殼變形等領(lǐng)域。</p><p> </p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/0a04b94c80a242278bf6777e76b4bb66.gif"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/b23d255669f64020bcee8a30d9090617.gif"></p><p><br></p><p><strong> </strong></p><p><br></p>
展開 COMSOL模擬堵塞血管支架流動(dòng)、堵塞血管超彈性動(dòng)脈壁支架擴(kuò)張過(guò)程、擴(kuò)張變形動(dòng)脈壁的血液流動(dòng)。 ￥224
本案例為COMSOL模擬堵塞血管支架流動(dòng)、堵塞血管超彈性動(dòng)脈壁支架擴(kuò)張過(guò)程、擴(kuò)張變形動(dòng)脈壁的血液流動(dòng)。
主要對(duì)支架擴(kuò)張前后，血液流動(dòng)分析，針對(duì)擴(kuò)張前進(jìn)行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴(kuò)張后血管的流固耦合分析，收費(fèi)內(nèi)容包含四個(gè)文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴(kuò)張過(guò)程模擬文件、對(duì)擴(kuò)張后的模型進(jìn)行導(dǎo)出并重新劃分網(wǎng)格并對(duì)其血液流動(dòng)進(jìn)行模擬，三個(gè)仿真模擬文件（包含結(jié)果）和PPT。
注：本案例和另一視頻課程內(nèi)容一樣。
圖一付費(fèi)案列
圖二 支架擴(kuò)張后的血液流動(dòng)分析
圖三 支架擴(kuò)張前的血液流動(dòng)分析
圖四 支架擴(kuò)張及血管壁變形情況
編輯
圖五 支架及血管網(wǎng)格劃分
展開 