“结构力学模块”是 COMSOL Multiphysics® 平台的附加产品,一个专为分析固体结构的力学特性而量身定制的有限元分析软件包。本模块为您提供固体力学、动力学和振动、材料建模、壳、梁、接触、裂隙等方面的建模工具和功能,其应用领域包括机械工程、土木工程、岩土力学、生物力学和 MEMS 器件。
“结构力学模块”带来了内置的多物理场耦合,包括热应力、流-固耦合及压电。通过将它与 COMSOL 产品库中的其他模块相结合,您可以进行高级的传热、流体流动、声学和电磁效应仿真;并进一步扩展建模功能,实现专门的材料建模和 CAD 导入功能。
运行各种结构分析
本模块提供多种分析类型用于预测虚拟环境中的结构性能。借助“结构力学模块”,您可以求解以下相关问题:应力和应变水平;变形、刚度和柔度;固有频率;动载荷响应以及屈曲不稳定性,等等。
结构力学模块分析
·静态
·特征频率
-无阻尼
-有阻尼
-预应力
·瞬态
-直接叠加或模态叠加
·频率响应
-直接叠加或模态叠加
-预应力
·几何非线性与大变形
·机械接触
·屈曲
·响应谱
·随机振动
·部件模态综合法
广义分析
有限元
“结构力学模块”为各种类型的结构分析提供了一套完整的建模工具。基于有限元法,不仅可以模拟三维实体,还可以对二维公式(平面应力、平面应变、广义平面应变和轴对称)进行建模,并提供了专业的壳和板、膜、梁、管、桁架和拉线模型,以及所有这些不同模型之间的过渡。
对于三维实体建模,提供许多选项用于设置单元形状和阶数。常见单元包括三角形、四边形、四面体、六面体、棱柱和金字塔单元等。您可以在一阶、二阶和高阶单元之间进行选择,对于多物理场分析,还可以选择混合阶数的单元。
结构力学模块的附加模块
非线性结构材料模块和岩土力学模块通过 100 多种不同的非线性材料模型扩展了“结构力学模块”的功能。
添加复合材料模块可以分析薄层结构(复合材料),比如飞机部件、风力发电机叶片、汽车部件等结构中的纤维增强塑料、层压板和夹层板。
添加疲劳模块可以计算结构的疲劳寿命:基于应力的高周疲劳和基于应变或能量的低周疲劳。其中提供雨流计数法、累积损伤以及多轴疲劳和振动疲劳功能。
添加转子动力学模块可以为旋转电机进行建模,其中的不对称可能导致不稳定和破坏性共振。您可以使用圆盘、轴承和基座来构建转子组件,并使用坎贝尔图、轨道图、瀑布图和涡动图来分析结果。
从第三方 CAD 软件导入设计
使用 CAD 导入模块可以将各种符合行业标准的 CAD 格式导入 COMSOL Multiphysics® 进行仿真分析。可用特征包括用于修复和清理 CAD 几何的选项,以便进行网格划分和分析;不仅如此,这些特征还支持访问 Parasolid® 几何内核,使您可以使用高级实体选项。设计模块也包含这些特征,并支持以下三维 CAD 操作:放样、倒圆角、倒斜角、抽取中面和加厚。
您可以从一系列 LiveLink™ 接口产品中进行选择,并通过这些产品来同步 CAD 原生模型,以便在 COMSOL® 软件中使用。不仅如此,您还可以同时更新 CAD 系统和 COMSOL Multiphysics® 中的几何参数,并基于多个不同的建模参数执行参数化扫描和设计优化。