COMSOL設(shè)置接觸的案例
Comsol小技巧| 8-在Comsol中如何設(shè)置電流隨時間變化的分段函數(shù)？
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在 Comsol中，如何設(shè)置電流隨時間變化的分段函數(shù)？
可以采用邏輯表達(dá)式的方法，將電流寫成類似 I=I1*(t>=0 & t<=600)+I2*(t>600 & t<1200)+I3*(t>=1200 & t<=1800)的形式，I1、I2 和 I3分別表示 3 個階段下輸入的電流值。
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在Comsol中如何自定義函數(shù)？
在設(shè)置函數(shù)（functions）時，要指定自變量和因變量。function name（函數(shù)名）就是因變量名。在函數(shù)列表中設(shè)定離散數(shù)據(jù)時，x 表示的是自變量數(shù)據(jù)，f(x)是對應(yīng)的因變量數(shù)據(jù)。其中 x 不指坐標(biāo)分量，而是用戶要設(shè)置的函數(shù)的自變量。例如，如果要設(shè)置 E_rod 是 H 的函數(shù)，就把 function name 設(shè)置為 E_rod，在函數(shù)列表的 x 列中輸入 H 的數(shù)據(jù)，在 f(x)列中輸入 E_rod 的數(shù)據(jù)。
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Comsol中的變量 s 有何含義？
變量 s 是一個表示弧長的參數(shù)化幾何變量，該值是一個相對值，即考察的弧長與總弧長之間的比值。s 的定義與時間無關(guān)，僅僅與空間有關(guān)，即一個曲線(或直線)從起點開始為 0，到終點為 1，s 就表示測定點距起點的距離與整個弧長之間的相對比值，因此其范圍是[0,1]。詳細(xì)說明可參考用戶手冊中幾何變量這章的參數(shù)化變量部分。
歡迎關(guān)注 ~
編輯 | 電子F430
文案 | 小蘇
審核 | 趙佳樂
展開 ANSYS Workbench-Mechanical接觸與非線性接觸設(shè)置用法概述
(2)面體建立無摩擦或摩擦接觸時，需要確定殼面體哪一側(cè)(Top或Bottom)處于接觸關(guān)系中，創(chuàng)建失誤會導(dǎo)致無法識別接觸，如圖11所示處理過程。
(3)面體素之間建立接觸時，能夠設(shè)置面體厚度影響【shell thickness effect】。
(4)接觸對支持在剛體之間、剛體和柔體建立。
1) 剛體之間采用罰函數(shù)方法，需要手動設(shè)置反對稱接觸。
2) 剛體和柔體建立接觸采用增廣拉格朗日法，程序控制設(shè)置接觸行為為反對稱，接觸面是柔性體，目標(biāo)面體是剛性體。
圖11 接觸中體類型設(shè)置
十、界面處理與接觸幾何修正
圖12 界面處理
1.界面處理（Interface Treatment）
如果初始接觸沒有很好建立，零件相互作用，可能導(dǎo)致一個零件直接“穿越”另一個零件，引起剛體運動。
綁定接觸行為通過建立一個足夠大Pinball半徑允許忽略接觸和目標(biāo)面間任何間隙。但是對于摩擦或無摩擦接觸，初始縫隙無法被自動忽略，這是因為它有可能代表幾何信息（相互接觸或脫離接觸）。
界面處理設(shè)置Interface Treatment可以內(nèi)部偏移接觸面到一指定的位置，如圖12所示。 通過Adjusted to Touch或Add Offset選項，能夠把模型調(diào)整到合適位置而不需要修改幾何。
(1) Adjusted to Touch
Workbench-Mechanical能夠決定需要多大的接觸偏移量來閉合縫隙建立初始接觸，這需要保證Pinball半徑大于最小的縫隙尺寸。
(2) Add Offset
能夠自定義來指定允許接觸面偏移的正負(fù)距離。
正值關(guān)閉縫隙。
負(fù)值打開縫隙。
展開 在 COMSOL 中模擬接觸問題
COMSOL Multiphysics? 中結(jié)構(gòu)力學(xué)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(nèi)聚力的模擬。讓我們一起學(xué)習(xí)如何使用 COMSOL Multiphysics 來處理上述情況。
使物體相互粘結(jié)：如何模擬粘附
當(dāng)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(chǎn)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(yīng)可使用 COMSOL Multiphysics 中傳統(tǒng)的接觸建模進(jìn)行模擬。如果物體沒有分離，而是保持粘結(jié)狀態(tài)，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(xiàn)象有關(guān)的力時，我們需要格外注意切向上的力。當(dāng)物體接觸時，可能出現(xiàn)三種“相切狀態(tài)”：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(fù)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(huán)境中進(jìn)行加工處理，才能有效發(fā)揮粘附作用。不過，借助 COMSOL “結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊”中的粘附與剝離功能，便能實現(xiàn)對上述所有現(xiàn)象的準(zhǔn)確表征。
現(xiàn)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(zhì)）粘結(jié)起來的兩個固體零件。COMSOL Multiphysics 中的“粘附”節(jié)點是連接兩個邊界的關(guān)鍵，您可以在“模型開發(fā)器”模型樹中的“接觸”節(jié)點下找到這個子節(jié)點。
想要在接觸建模中使用“粘附”子節(jié)點，必須先勾選“罰函數(shù)”選項。罰函數(shù)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(dāng)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(shù)據(jù)來確定剛度。
展開 如何在 COMSOL 中模擬接觸疲勞
在 COMSOL Multiphysics? 中對接觸疲勞進(jìn)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(chuàng)建一個接觸對。必須對兩個物體都進(jìn)行建模，并且必須沿著兩個接觸界面應(yīng)用精細(xì)的網(wǎng)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(guān)的經(jīng)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(xué)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(xiàn)。
在參數(shù)節(jié)點中指定接觸特性，如最大壓力和接觸軸，作為參數(shù)。
在變量節(jié)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(jìn)行建模，這就減小了模型的大小。由于對所產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)的準(zhǔn)確解析需要一個精細(xì)的網(wǎng)格，任何減小模型大小的技術(shù)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(shè)置。
第二種技術(shù)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(dǎo)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(fù)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(dāng)于球形物體的接觸半徑。接觸區(qū)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 
在 COMSOL Multiphysics 中設(shè)置 GPU 加速計算
請注意，這將使 Windows 上的 COMSOL Multiphysics 安裝增加 1.3 GB，在 Linux 上的安裝增加 1.8 GB。??
COMSOL Multiphysics 6.3 安裝程序的屏幕截圖，其中包含產(chǎn)品頁面打開，并突出顯示 CUDA DNN 支持復(fù)選框。
第 2 步：選項頁面
Options （選項） 頁面的 CUDA 部分包含一個 CUDA Directory 字段，用于 CUDA Toolkit 安裝路徑。在大多數(shù)情況下，在啟動 COMSOL Multiphysics 安裝程序之前安裝 CUDA 工具包會設(shè)置環(huán)境變量，讓安裝程序自動檢測此路徑。如果未自動檢測到正確的 CUDA Toolkit 目錄，則可以在安裝程序中設(shè)置路徑，或者在安裝完成后在 Preferences （首選項） 窗口設(shè)置中更改路徑。?
COMSOL Multiphysics 6.3 安裝程序的屏幕截圖，其中包含選項頁面打開，并在 CUDA Directory 字段中顯示默認(rèn) CUDA Toolkit 安裝路徑。
在 COMSOL Multiphysics 中驗證 CUDA 工具包的安裝?
安裝并配置 COMSOL Multiphysics 和 CUDA 工具包后，您可以通過啟動 COMSOL Multiphysics 并打開首選項窗口來驗證您的安裝。通過轉(zhuǎn)到 File 菜單并選擇 Preferences 來執(zhí)行此作。從那里，您可以導(dǎo)航到 Computing 部分，然后單擊 GPU Acceleration 頁面。最后，單擊 Verify CUDA 安裝 按鈕。
展開 使用 COMSOL 分析涉及粘滑摩擦的瞬態(tài)接觸問題
解決瞬態(tài)接觸問題中的粘滑摩擦轉(zhuǎn)換
在許多接觸問題中，我們必須解決粘滑摩擦轉(zhuǎn)換現(xiàn)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(zhǔn)確性。基于這些研究結(jié)果，工程師可以設(shè)計出更加安全、節(jié)能的系統(tǒng)。
來源：COMSOL
COMSOL 軟件技術(shù)指南：如何設(shè)置優(yōu)質(zhì)的 CFD 網(wǎng)格
COMSOL Multiphysics 采用一種方法，即在對體進(jìn)行網(wǎng)格剖分后，將邊界層網(wǎng)格推入域中。域中的單元需要為邊界層單元留出空間，邊界層單元可以在面內(nèi)移動，也可以沿著邊移動，但不能脫離面或遠(yuǎn)離邊。如果不允許單元移動，則試圖進(jìn)入該域的單元和邊界層單元都可能被壓扁。
下面的屏幕截圖顯示了在 Ahmed 類車體后面添加的一個域，它用于控制尾流中的網(wǎng)格大小。該域不會一直延伸到底部，因此如果不允許移動，在風(fēng)洞地板上引入的邊界層網(wǎng)格會在地板與外加域的底部之間被壓扁。COMSOL? 軟件的特點是網(wǎng)格控制實體，如汽車后面的網(wǎng)格控制域所示。
當(dāng)網(wǎng)格控制域完全嵌入到網(wǎng)格中時，它會消失，并在需要移動時（例如創(chuàng)建邊界層網(wǎng)格時）釋放之前限制在其邊界內(nèi)的單元。在這種情況下，網(wǎng)格控制實體下方地板上的邊界層網(wǎng)格能夠移動網(wǎng)格控制面上及其上方的單元，以避免擠壓單元。
Ahmed 類車體模型，在簡化的汽車結(jié)構(gòu)后面有一個網(wǎng)格控制域。
當(dāng)實體被移除時，網(wǎng)格控制實體可以局部平滑網(wǎng)格，因此與將實體留在模型中（即使沒有邊界層網(wǎng)格）相比，它們通常在局部產(chǎn)生質(zhì)量更好的網(wǎng)格。
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展開 comsol脈沖激光設(shè)置：教程+模型 ￥15
現(xiàn)在越來越多的同學(xué)在用COMSOL做激光加工的模擬仿真，比如：激光打孔，激光切割，激光清洗，激光熔覆等等。連續(xù)激光很多同學(xué)都會設(shè)置，但是很多的模型都需要脈沖激光來加工材料，在設(shè)置脈沖激光的時候很多同學(xué)犯了難，不知如何下手。
這里我用的是一個脈沖12ms，重復(fù)頻率50Hz的脈沖激光。
主要思路就是：
1.激光參數(shù)設(shè)置，2.設(shè)置方波函數(shù)，3.設(shè)置解析函數(shù)，4.設(shè)置脈沖激光熱源，5.建立幾何，6模型邊界條件，7.網(wǎng)格劃分和研究步驟設(shè)置 8.計算結(jié)果
最重要的就是周期脈沖函數(shù)設(shè)置，一般思路就是先利用comsol里面的矩形波函數(shù)，設(shè)置出單個脈沖周期；接著在解析函數(shù)里面調(diào)用矩形波函數(shù)，進(jìn)行周期性拓展。然后利用 脈沖激光=激光高斯熱源×脈沖周期函數(shù)。
以下就是計算出來的結(jié)果：
展開 comsol如何對因變量設(shè)置上下限呀
comsol如何對因變量設(shè)置上下限呀
lsdyna接觸設(shè)置推薦
摩擦接觸
推薦使用surface to surface ， node to surface對主從面的剛度尺寸有要求，并且只會檢查從面是否穿透主面。
Options:Automatic
AutomaticOptions:Smooth（隱式推薦使用Mortar）
SSID:自己設(shè)置
MSID：自己設(shè)置
FS:靜摩擦
FD：動摩擦
VDC：臨界粘性阻尼。金屬推薦20，軟材料可以適當(dāng)大一些，推薦40 。(隱式不用設(shè)置)
AdditionalCards=ABCDE
SOFT:推薦1
IGNORE：推薦1，允許初始穿透
其余設(shè)置默認(rèn)
綁定接觸
Options:tie
OffsetOptions:offset 薄殼 推薦
constrained offset 實體和厚殼推薦
帶失效的綁定接觸
Options:Automatic
AutomaticOptions:Tiebreak(帶失效自動接觸)
根據(jù)OPTION的選擇不同可設(shè)置不同的失效應(yīng)力，法向或者切向。
展開 基于comsol的階梯脈沖增長函數(shù)的設(shè)置 ￥800
image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/201908/2df50d30c2e548d28ee9b9f8162952ca.png">
</div><p> </p><p>本模型用comsol的內(nèi)置函數(shù)，來搭建這樣的函數(shù)，有點樂高積木的意思 。</p><p>1、構(gòu)建一個方波函數(shù)</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/ccbb478baf114e8ab8d8ab0d7d1a2345.png">2、利用方波函數(shù)，配合四舍五入的round函數(shù)構(gòu)建一個每5一個臺階的增長函數(shù)。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/3759292af2294499ada872f7a3d933d6.png"></p><p>3、之后將上述的增長函數(shù) 以15一個周期截斷，并周期循環(huán)。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/425cc405e2b8400db36395a050918757.png"></p><p>4、在這個周期函數(shù)中，額外加一項每15一個周期，逐步逐步上臺階，是周期函數(shù)的重心逐漸上移。</p><p>這個增長臺階的函數(shù)一樣是采用第二點 的函數(shù)做一些變形，將幅值和周期修改為需要的即可。
展開 
comsol中壓電陶瓷仿真學(xué)習(xí)-邊界設(shè)置篇
連續(xù)性這一選項，歸為接觸范疇。如果你導(dǎo)入第三方裝配體，兩個零件相互接觸的面應(yīng)該有兩個的，如果是一個體分割域出來的那只有一個面，這個面屬于共享面因此不用進(jìn)行特殊處理。在兩個面的情況下，需要傳遞力或者位移，在組件-定義選項中定義一致邊界對或者接觸對。接觸對：兩表面之間可以遠(yuǎn)離、緊貼，但不能穿透，每個表面包含區(qū)域相對獨立；一致對：兩表面之間貼緊，經(jīng)過表面的場或量具有連續(xù)性。定義對時，需要有源面和目標(biāo)面，他的選取原則是：
1、源一般選擇剛度（硬度）大，曲率大的物體（剛體的硬度無窮大、直線的曲率為零）；
2、目標(biāo)一般選擇剛度小，曲率小的物體；
3、選擇優(yōu)先級：剛度>曲率；
4、目標(biāo)邊界需要更密的網(wǎng)格，建議：目標(biāo)的網(wǎng)格單元大小為源的一半（目標(biāo)比源網(wǎng)格加密一倍）。
螺栓處一致對的設(shè)置：
壓電材料添加兩個，域的選擇彼此錯開就行，在材料的本構(gòu)關(guān)系中選擇應(yīng)力-電荷型，第一個壓電材料設(shè)置中坐標(biāo)系就默認(rèn)全局坐標(biāo)系，因為默認(rèn)情況下材料與空間的Z方向重合；而第二個壓電材料需要一個坐標(biāo)系與材料的x3軸重合，材料x3軸現(xiàn)在是向下的，因此將坐標(biāo)系的Z軸轉(zhuǎn)到下面就行，這里用到的是旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，這個坐標(biāo)系的運轉(zhuǎn)方式是Z-X-Z，Euler 角 α、β 和 γ 的圖像，其中 xyz 表示原始坐標(biāo)系，XYZ 表示旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。按右手定則，先繞Z軸旋轉(zhuǎn)α角，然后基于新坐標(biāo)系繞X軸旋轉(zhuǎn)β角，再基于新坐標(biāo)系繞Z軸旋轉(zhuǎn)γ角，即可得到最終的坐標(biāo)系，這里僅需要輸入β角為pi即可。
展開 COMSOL電池充放電循環(huán)如何設(shè)置擱置時間？
設(shè)置擱置時間后出現(xiàn)錯誤，無法實現(xiàn)循環(huán)
ANSA軟件如何設(shè)置接觸
在做接觸時有兩種不同的方法，下面分別介紹兩種做法；
1.自動接觸
自動接觸就是ANSA軟件自動識別接觸面，按照設(shè)置的參數(shù)自動做出接觸。
打開ANSA切換到ABAQUS面板下，點擊AUXILIARIES組中的CONTACT>Flanges命令出現(xiàn)contact flanges date窗口。
其中在Solid Thickness設(shè)置為0.5，其余參數(shù)保持默認(rèn)不變點擊OK。
圖中顯示已經(jīng)建立好的接觸。
2.手動接觸
同樣在ABAQUS面板下，點擊AUXILIARIES組中的CONTACT>List命令出現(xiàn)CONTACT窗口，鼠標(biāo)右鍵點擊空白處。選擇NEW>CONTACT新建接觸。
出現(xiàn)CONTACT DEFINITION窗口。
在Name中輸入名稱，SSID中選擇從面，MSID選擇主面，INTERCTION輸入摩擦系數(shù)，ADJUST選擇POS_VAL在出現(xiàn)的POS_VAL框中輸入距離容差，TIPE_tie_coefficients選擇SURFACE TO SURFACE其余地方保持默認(rèn)，點擊OK就能創(chuàng)建接觸。
來源：有限元在線
展開 COMSOL 軟件技術(shù)指南：如何設(shè)置優(yōu)質(zhì)的 CFD 網(wǎng)格
COMSOL? 軟件的特點是網(wǎng)格控制實體，如汽車后面的網(wǎng)格控制域所示。
當(dāng)網(wǎng)格控制域完全嵌入到網(wǎng)格中時，它會消失，并在需要移動時（例如創(chuàng)建邊界層網(wǎng)格時）釋放之前限制在其邊界內(nèi)的單元。在這種情況下，網(wǎng)格控制實體下方地板上的邊界層網(wǎng)格能夠移動網(wǎng)格控制面上及其上方的單元，以避免擠壓單元。
Ahmed 類車體模型，在簡化的汽車結(jié)構(gòu)后面有一個網(wǎng)格控制域。
當(dāng)實體被移除時，網(wǎng)格控制實體可以局部平滑網(wǎng)格，因此與將實體留在模型中（即使沒有邊界層網(wǎng)格）相比，它們通常在局部產(chǎn)生質(zhì)量更好的網(wǎng)格。
來源：COMSOL
