COMSOL線性拉伸的案例
如何在 COMSOL 中建立線性和非線性光學模型
本文來自 ：COMSOL 博客
comsol形狀記憶合金拉伸仿真
梁
基于comsol的卷曲金屬拉伸塑性
基于comsol的卷曲金屬拉伸塑性
記憶合金、等12種非線性材料的單軸拉伸模擬
進入正題
簡言之，本文主要講解了12種常見的非線性材料在ANSYS中定義和使用。文后給出了具體的使用命令流。這里以記憶合金為例子進行一次單軸拉伸模擬，來求解記憶合金的應力-應變關系。
計算結果
記憶合金的本構關系：
模型建立
針對以下圖例所示模型，邊長L的正方形塊，約束左邊的X自由度和底部的Y自由度，在頂部施加均勻壓力載荷。這樣一個單軸拉伸模擬可以用平面單元建立，也可以用實體單元建立，區別不大。
材料參數
非線性材料的使用的關鍵是材料的定義，ANSYS中提供了多種非線性材料本構模型，包括：各向異性超彈性材料模型、鑄鐵材料模型、塑性材料模型、復合材料模型、流體材料模型、泡沫材料模型、混泥土材料模型定義、粘塑性材料模型、粘彈性材料模型、內聚力模型、多重彈性材料、壓電材料模型、形狀記憶合金材料模型、顯示彈簧阻尼材料模型、各向異性彈性矩陣定義、各項異性塑性材料模型、雙線性各向異性硬化模型、雙線性隨動硬化模型、各向異性導電性模型、各向異性導磁性模型、各向異性電極化模型、墊片材料模型、蜂窩材料模型、超彈性材料模型、膨脹參數模型等，還有很多較復雜的材料本構模型以及可以用戶自定義材料本構模型。
以記憶合金為例子具體介紹，記憶合金材料的定義除了定義基本彈性模量參數和泊松比參數，關鍵是定義記憶合金的本構關系。如圖給出記憶合金的本構關系，因此記憶合金的使用，還需要定義圖中的幾個關鍵參數。
了解了記憶合金的本構關系，具體的定義其實很簡單，如下命令流中
TB
,
SMA
,1 ：定義1號材料為記憶合金本構模型
此后，需要通過TBDATA指定記憶合金本構關系中的幾何參數，依次為：
TBDATA,1,520,600,300,200,0.07,0 !
展開 
在 COMSOL 中模擬非線性磁性材料
在 COMSOL Multiphysics 中可以使用 AC/DC 模塊中的非線性磁性材料數據庫中的非線性磁飽和曲線進行頻域仿真。您也可以使用有效非線性磁曲線計算器仿真 App 將關聯的 B-H 或 H-B 曲線（以前僅支持穩態和瞬態研究）轉換為有效的 B-H 或 H-B 曲線。這篇文章我們將討論如何在頻域仿真中使用這個仿真 App。
頻域中的非線性磁性材料
一個常見的建模假設是在本構關系中指定線性磁導率。假設材料對在初始建模階段施加的場具有線性響應，通常是一種很好的做法。在 COMSOL Multiphysics 中，只需要在磁場接口的本構方程中應用一個磁導率常數值就可以實現這一點。
然而，許多鐵磁材料表現出非線性關系，它們的磁化強度，即使是很小的變化，也非線性地取決于磁場。這些材料還表現出滯回特性，也就是外加磁場對磁化的依賴性。模擬滯回特性對計算要求很高，比較困難。就像之前的文章中所描述的，COMSOL Multiphysics 中提供的非線性磁性材料不包括完整的磁滯回線，而是在第一象限中納入磁飽和效應的平均 B-H 曲線。
這些磁化曲線也稱為直流 或常規磁化 曲線，它是通過在磁滯回路的尖端繪制 B 和 H 最大值的軌跡獲得的。這些磁飽和曲線可以直接用于穩態和瞬態研究，但不能用于頻域研究。為了在頻域中求解，您需要一條“平均循環的”B-H/H-B 曲線，該曲線在特征頻率處近似于非線性材料。
有效非線性磁曲線計算器仿真 App 可生成用于頻域（時諧）仿真的有效 B-H/H-B 曲線。這些有效的 B-H/H-B 曲線可以直接在 COMSOL Multiphysics AC/DC 模塊的磁性接口中使用，該模塊內置了對這些材料進行建模的功能。
展開 【iSolver案例分享63】國標規定拉伸試樣的非線性瞬態分析
本文以兩種國標規定拉伸試樣的非線性瞬態分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。
2.模型背景：
此案例為國標規定拉伸試樣的非線性瞬態分析。對于不同材料，如果想測定其應力應變曲線，需要對其根據GB 6397進行制樣，用于之后的拉伸試驗，之后根據測得的數據，經過處理再繪制材料的應力應變曲線。GB 6397規定了七種不同形式的拉伸試樣，為了測試iSolver在非線性方面的處理精度，選取了棒材試樣和板材試樣兩種常用試樣，分析其在塑性變形的情況下，軟件應力、應變、塑性應變等關鍵參數與主流有限元軟件的吻合度。該結構選用的單位制為SI(mm)制，結構材料為Q235B，其彈性模量為210e3MPa，泊松比為0.33，密度為7.85e-9tonne/mm3。采用全實體四面體網格進行劃分。
展開 COMSOL混凝土細觀單軸拉伸斷裂模擬基于相場損傷模型
混凝土細觀模型
構建骨料、砂漿、界面過渡區三種組分的混凝土細觀模型，模型構建采用CAD隨機多邊形顆粒插件進行參數化建模生成，操作詳細步驟可參考：【COMSOL隨機多邊形骨料及界面過渡區ITZ建模】
插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機投放的算法進行實現，骨料多邊形形狀及邊數可通過參數進行定義；界面過渡區（ITZ）采用單獨的部件，分布于粗骨料與砂漿之間，以此來獲得表征混凝土細觀特征的隨機骨料模型。
相場斷裂理論
現階段在有限元框架下模擬裂紋擴展的數值分析方法主要有單元刪除法、界面單元法、擴展有限元 (XFEM)等；相場理論是通過在尖銳裂縫擴展的邊界引入0~1的相場來反映材料的損傷或斷裂程度，通過相場的控制方程來實現變量的演化。相場 (phase-field) 斷裂模型是一種彌散式裂紋模型，是基于傳統 Griffith理論, 通過能量平衡理論研究裂紋的擴展行為，與其他斷裂理論相比，相場理論具有便于描述裂紋的形成、分岔等復雜情況，網格敏感性較小等優點。
模型樣圖
建模采用的CAD模型樣圖可在下面鏈接下載：
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
展開 COMSOL斷層突水非線性滲流_應力耦合 ￥50
提供COMSOL流固耦合（巖土+Brinkman流體+蠕動流）案例文件，案例實現了Brinkman流體與蠕動流，巖土力的耦合。供大家交流學習，參考文獻：郭惟嘉, 趙金海, 尹立明, et al. 斷層突水非線性滲流-應力耦合研究 [J]. 山東科技大學學報（自然科學版）, 2017, 036(006):1-7.模擬結果如下圖所示，案例附后。
基于comsol的非線性電阻式微傳感器 ￥2800
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p><strong>點擊鏈接</strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/z/551473" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>https://www.yqgqt.org.cn/z/551473</strong></a>查看我的主頁，有詳細介紹 </p><p><br></p><p>本次模型是一款叉指電阻式微傳感器。 傳感器內部有一個空腔區域，上下分別為叉指電路和導電極板。</p><p><br></p><p>工作原理：1、叉指電路聯通正負極，上部導電極板在壓力作用下向下變形并接觸叉指電路；</p><p> 2、不斷聯通的過程中，整個叉指電路正負極輸出的電阻值出現變化，感應到接觸的發生；</p><p> 3、通過算法，將阻值的變化轉化為壓力值，完成對壓力的感應。</p><p><br></p><p>以下是傳感器剖面圖，展示了傳感器在壓力作用下上極板的變形和應力分布。
展開 comsol雙層薄膜非線性電容式壓力傳感器分析 ￥3500
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p>幫忙多關注我，后續會有更為詳細的教程更新！！</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/201910/c1951bbd4bad414683593a9b018adf5e.rar" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 102, 204);">雙層薄膜非線性電容式壓力傳感器.rar</a></p><div contenteditable="false" width="100%"><div><img src="https://img.jishulink.com/upload/201910/cdf2e597acc645ce83549ac7d1b165c5.gif" title="Untitled2.gif" alt="Untitled2.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201910/cdf2e597acc645ce83549ac7d1b165c5.gif?
展開 Comsol-測試案例3-彌散-定濃度邊界-線性吸附-衰變-多孔介質稀物質運移模塊 ￥1
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