COMSOL廣義拉伸
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
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結(jié)束語
我們在本文中展示了如何使用 COMSOL Multiphysics 建模功能來模擬面外方向上自由延伸的細(xì)長結(jié)構(gòu)。通過使用二維廣義平面應(yīng)變近似，我們能夠顯著減少計算工作量，同時再現(xiàn)結(jié)構(gòu)中可能發(fā)生的面外彎曲——這種三維效應(yīng)在壓電器件和光波導(dǎo)等應(yīng)用中非常重要。我們也可以引入結(jié)構(gòu)的面外剪切，這對于某些壓電產(chǎn)品應(yīng)用非常重要。
來源：COMSOL
基于comsol的卷曲金屬拉伸塑性
混凝土細(xì)觀模型
構(gòu)建骨料、砂漿、界面過渡區(qū)三種組分的混凝土細(xì)觀模型，模型構(gòu)建采用CAD隨機(jī)多邊形顆粒插件進(jìn)行參數(shù)化建模生成，操作詳細(xì)步驟可參考：【COMSOL隨機(jī)多邊形骨料及界面過渡區(qū)ITZ建模】
插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機(jī)投放的算法進(jìn)行實現(xiàn)，骨料多邊形形狀及邊數(shù)可通過參數(shù)進(jìn)行定義；界面過渡區(qū)（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(xì)觀特征的隨機(jī)骨料模型。
相場斷裂理論
現(xiàn)階段在有限元框架下模擬裂紋擴(kuò)展的數(shù)值分析方法主要有單元刪除法、界面單元法、擴(kuò)展有限元 (XFEM)等；相場理論是通過在尖銳裂縫擴(kuò)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(xiàn)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(tǒng) Griffith理論, 通過能量平衡理論研究裂紋的擴(kuò)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(fù)雜情況，網(wǎng)格敏感性較小等優(yōu)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
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插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機(jī)投放的算法進(jìn)行實現(xiàn)，骨料多邊形形狀及邊數(shù)可通過參數(shù)進(jìn)行定義；界面過渡區(qū)（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(xì)觀特征的隨機(jī)骨料模型
許多細(xì)長結(jié)構(gòu)可以使用二維橫截面進(jìn)行有效建模。一個典型的假設(shè)是平面應(yīng)變近似，它意味著所有平面應(yīng)變分量都是零。這種假設(shè)適用于面外變形被抑制的情況，例如固定結(jié)構(gòu)的末端。然而，在許多情況下，結(jié)構(gòu)會在面外方向上自由擴(kuò)展。讓我們來討論如何對這種有時被稱為廣義平面應(yīng)變的情況進(jìn)行建模。
利用平面應(yīng)變、平面應(yīng)力和廣義平面應(yīng)變條件
在平面應(yīng)變條件下，物體不能在面外方向上擴(kuò)展。在此方向上，通常存在由非零泊松比引起的面內(nèi)應(yīng)變耦合應(yīng)力
