MEMSモジュール

新しいアプリ: MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling

マイクロ電子回路に統合するとき、MEMS デバイスはプリント基板に接合して他のデバイスと接続します。 次に、デバイスと基板との相互接続保護のため、回路全体を、通常はエポキシモールドコンパウンド (EMC) で覆います。 このような用途に使用するエポキシポリマーは、吸湿と吸湿膨張に影響され、EMC と基板間の層間剥離や、MEMS コンポーネントの動作不良を引き起こすことがあります。

MEMS Pressure Sensor Drift アプリケーションは、湿潤環境における吸湿膨張による MEMS 圧力センサーの測定歪みのドリフトをシミュレートします。 本アプリケーションは、必要な感度を達成し、ドリフトを最小限に抑えるのに役立ちます。 そのためには、幾何学的パラメータ、モールドコンパウンド材料特性、外部条件を指定します。

本アプリケーションは、COMSOL Multiphysics® ソフトウェアの Transport of Diluted Species, Solid Mechanics インタフェースと Shell インタフェースで構成されています。

圧力センサーの安定性のシミュレーションから得られた結果を表示した MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling アプリケーション。 圧力センサーの安定性のシミュレーションから得られた結果を表示した MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling アプリケーション。

圧力センサーの安定性のシミュレーションから得られた結果を表示した MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling アプリケーション。

外部プログラムライブラリによる材料モデル

ユーザー定義の材料モデルを指定する新しい方法を、COMSOL Multiphysics バージョン 5.2 に導入しました。 新しいバージョンでは、共有ライブラリにコンパイルされた C コードで記述した外部材料関数をアクセスできます。 C コードでゲートウェイ関数を記述すると、別のプログラミング言語で書かれた材料関数も使用できます。 そのため、自身のカスタム材料モデルをプログラムして、そのモデルをアドオンとして配布できます。

いくつかの領域の材料として External Stress-Strain Relation (外部応力-歪み関係) を追加します。 いくつかの領域の材料として External Stress-Strain Relation (外部応力-歪み関係) を追加します。

いくつかの領域の材料として External Stress-Strain Relation (外部応力-歪み関係) を追加します。

外部ライブラリでは、応力歪み関係をすべて定義する場合と、利用できる材料モデルに対する非弾性歪み寄与のみを返す場合があります。 非弾性歪み寄与のみを使用するのは、基本的にきわめて強力な方法です。 非弾性歪み寄与を使用すると、可塑性やクリープなど、 Linear Elastic Material (線形弾性材料)  ノードのサブノードで利用できる組み込み材料モデルに類似の材料を実装できます。 一方、応力歪み関係一式は、Cam-Clay 材料モデルなど 最上位の材料ノードに対応しており、ゼロから材料モデルを定義するときに使用します。

この新しい機能に対応するため、Solid Mechanics インタフェースに、新たに 2 つの機能 External Stress-Strain Relation (外部応力-歪み関係) 材料モデルと Linear Elastic Material (線形弾性材料) ノードの下の External Strain (外部歪み) を追加しました。

たとえば Hyperelastic Material, Plasticity (超弾性材料、可塑性) ノードと Creep (クリープ) ノードの既存のユーザー定義オプションは便利ですが、カスタム材料モデルを定義する方法としては制約があります。

小さい相対変位がある接触

COMSOL Multiphysics バージョン 5.2 では、接触対内の距離計算に新しいシンプルな手法を導入しました。 この機能は、締まりばめや、2 つの部品がボルト止めされている場合など、接触面間にほとんど滑りがない場合に使用します。 この手法では、接触元と接触先のマッピングの計算は 1 度だけなので、処理が高速であり、安定した収束が得られます。 この手法を使用する場合は、マッピング方式を接触対の設定で 初期構成 に設定します。

初期接触ギャップ調整

ときには、曲面境界の有限要素離散化によって、接触対の 2 つの境界間の初期距離が顕著に不規則になることがあります。 今回のバージョンでは、この問題を、初期ギャップの組み込み計算機能で解消します。 Solid Mechanics インタフェースで Contact (接触) 設定ウィンドウの Force zero initial gap (初期ギャップを強制的にゼロ設定) チェックボックスを選択すれば、この初期ギャップは、後続の解析で取り除くことができます。

自転車のフォークのステアリングチューブとクラウン間の締まりばめによる応力 (マウンテンバイクフォークの干渉締まりばめの新しいチュートリアルから)。 自転車のフォークのステアリングチューブとクラウン間の締まりばめによる応力 (マウンテンバイクフォークの干渉締まりばめの新しいチュートリアルから)。

自転車のフォークのステアリングチューブとクラウン間の締まりばめによる応力 (マウンテンバイクフォークの干渉締まりばめの新しいチュートリアルから)。

Added Mass (付加質量) のフル質量マトリックス入力

Added Mass (付加質量) 機能は、フル質量マトリックスを入力できるよう拡張しました。

任意の熱弾性減衰の組み込み

Force zero initial gap (熱膨張) マルチフィジックス結合では、応力の時間導関数を熱伝達問題の熱源として選択するかどうかを選択できるようになりました。 新しい Thermoelastic damping (熱弾性減衰) チェックボックスを選択すると、時間依存問題の求解時に問題が双方向結合になります。

Stationary Analysis (静止解析) の Prescribed Velocity (規定速度)/Acceleration Interpretation (加速度解釈)

Prescribed Velocity (規定速度) ノードや Prescribed Acceleration (規定加速度) ノードがモデルにある場合、これらの境界条件を静止解析でどのように解釈するかを定義できます。 ノードは制約 (規制) または無視 (フリー) として扱うことができます。 この機能は、周波数領域、時間依存、静止タイプなど、複数の複合解析タイプがあるモデルやアプリケーションに最適です。