COMSOL Multiphysics^® 5.6 リリースハイライト

非線形構造材料モジュールアップデート

非線形構造材料モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® バージョ ン5.6は, 塑性と破壊の改善, および新しい超弾性材料モデルが加わりました. これらの機能などについて詳しくは, 以下をご覧ください.

可塑性の改善

新しいノード変数設定が, 固体力学, シェル, 積層シェル, メ ンブレイン, およびトラスインターフェースの塑性および多孔質塑性 ノードの下の属性として使用できるようになりました. この機能により, 小さい塑性ひずみオプションと大きい塑性ひずみオプションの両方について, ブール条件に基づいて塑性変数に値または式を割り当てることができます. この機能は Plastic Strain Mapping モデルで示されています.

変数の設定ノードを使用した, コンポーネント1の三角形メッシュからコンポーネント2の四角形メッシュへの塑性ひずみのマッピング.

積層シェル界面における大ひずみ塑性

積層シェルインターフェースの線形弾性材料で, 大ひずみ塑性をモデル 化できるようになりました. 固体力学インターフェースと同じ降伏関数と等方性硬化モデルのセットが利用可能です.

シェルインターフェースの超弾性材料ノードに可塑性を追加できるようになりました. 新しいサブノードは, 大ひずみ塑性公式を使用します. 固体力学インターフェースの超弾性材料ノードと同じ降伏関数と等方性硬化モデルのセットを使用できます. この機能を使用するには, 複合材料モジュールが必要です.

多孔質弾性の改善

大塑性ひずみオプションは, 多孔質塑性ノードの全ての材料モデルで使用できます. この公式では, 変形勾配の乗法分解を使用して, 高圧縮ひずみで適切な近似を実現します. この機能は Powder Compaction of a Flanged Component モデルで示 されています. また Powder Compaction of a Flanged Component モデルは, 線形弾性材料ノードと非線形弾性材料ノードの下の属性として使用できます.

COMSOL Multiphysics^® バージョン5.6の多孔質塑性ノード設定. 大塑性ひずみオプションとキャップ付き Drucker-Prager 材料モデルが選択されています.

非線形弾性材料の改善

せん断データと呼ばれる新しい材料モデルが非線形弾性材料ノードに追加されました. 新しい材料モデルは1軸データモデルに似ていますが, せん断応力と, それに対するせん断角度のデータが利用できるシミュレーションを対象としています. 1軸データ材料モデルで, 硬化データを材料ライブラリから取得できるようになりました.

粘弾性の改善

Maxwell と一般化 Kelvin-Voigt の2つの新しい粘弾性モデルが追加されました. 周波数領域解析では, 全てのビルトインの粘弾性モデルに分数階微分を追加できるようになりました.

超弾性材料ノードの下の粘弾性サブノードを使用する場合, 大ひずみ粘弾性の一般化 Maxwell および標準線形固体モデルの新しいよりスリムな実装が利用可能であり, 大幅な高速化を実現します. この機能は Impact Analysis of a Golf Ball モデルで示されています.

新しい超弾性材料モデル

3つの新しい超弾性材料モデルが追加されました. ゴムのような材料をモデル化するための拡張チューブモデルと, 生体組織の大きな変形をシミュレートするための Delfino および異方性 Fung 材料モデルです. さらに, 固体力学インターフェースで使用可能な全ての超弾性材料モデルが, シェルインターフェースの積層超弾性材料ノードで使用できるようになりました. 複合材料モジュールが利用可能な場合, 材料モデルは多層シェルでも使用でき, 個々の層は異なる材料モデルを持つことができます.

新しい超弾性 Delfino 材料モデルでモデル化された球形のウニ胞胚. プロットは, さまざまな内圧とさまざまな材料パラメーターに対する変形半径と非変形半径の比率を示しています.

積層シェルインターフェースの非線形材料モデル

積層シェルインターフェースの線形弾性材料ノードに, 大ひずみ塑性を モデル化する機能が追加されました. 積層シェルインターフェースの超弾性材料ノードに塑性を追加することもできます. 塑性サブノードは大ひずみ塑性公式を使用します. これにより, 高ひずみレベルの適切な近似が得られます. この機能を使用するには, 非線形構造材料モジュールと複合材料モジュールの両方が必要です. 複合材料モジュールが利用可能な場合, 材料モデルは多層シェルでも使用できます.

積層シェルの破壊

固体力学インターフェースで使用可能な全ての破壊モデルが, シェルインターフェースの積層線形弾性材料ノード, および積層シェルインターフェースの線形弾性材料ノードでも使用できるようになりました. 積層シェルインターフェースには複合材料モジュールが必要です.

破壊の改善

機能に, いくつかの改善がなされました. 例えば, 亀裂伝播の新しいフェーズフィールドベースの損傷モデルなどです. ニュースは次のとおりです:

• 時間依存解析のための新しい粘性正則化法
• コンクリートのスカラー破壊および Mazars 破壊の破壊進展則に使用できる多項式ひずみ軟化と多重線形ひずみ軟化
• 固体力学インターフェースの線形弾性材料ノードで利用可能な新しい フェーズフィールド破壊モデル
• シェルインターフェースの積層線形弾性材料ノードで利用可能な破壊機能
• 積層シェルインターフェースの線形弾性材料ノードで利用可能な破壊機能
• 新しいモデル: Brittle Fracture of a Holed Plate

形状記憶合金の改善

形状記憶合金機能に, いくつかの改善がなされました.

• 形状記憶合金材料モデルのユーザー入力が材料特性として利用できるようになりました.
• Lagoudas モデルの場合, 遷移温度または遷移応力の観点から材料データを入力できます.
• Souza‒Auricchio モデルは, マルテンサイト仕上げ温度ではなく参照温度を考慮するように改良されています.
• 初期降伏応力の代わりに弾性領域の半径が入力されます.
• Lagoudas モデルと Souza‒Auricchio SMA モデルの両方がトラスインターフェースで利用できるようになりました.

新しいデフォルトプロット

非弾性ひずみを示す新しいデフォルトのコンタープロットが, 塑性, 多孔質塑性, 粘塑性, クリープ, 粘弾性, および形状記憶合金の機能に追加されました. アプリケーションライブラリモデルの多くは, この変更を反映していま す.

同等の塑性ひずみの新しいデフォルトのコンタープロット.

新しいチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics^® バージョン5.6では, 非線形構造材料モジュールにいくつ かの新しいチュートリアルモデルが加わりました.

ゴルフボールの衝撃解析

ゴルフボールの衝撃. プロットは, ボールの中心の圧縮ひずみを示しています.

アプリケーションライブラリタイトル:

golf_ball_impact

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穿孔板の脆性破壊

穿孔板の荷重中の亀裂フェーズフィールドの発展

アプリケーションライブラリタイトル:

holed_plate_fracture

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塑性ひずみマッピング

弾塑性プレートにおけるフォンミーゼス応力の分布と, 2つのメッシュ間でマッピングされた結果.

アプリケーションライブラリタイトル:

plastic_strain_mapping

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球形のゴム製バルーンの膨張 (シェルおよびメンブレインバージョン)

メンブレインとシェルの両方のインターフェースについて, バルーンの膨張をシミュレートするためのさまざまな材料モデルの比較.

アプリケーションライブラリタイトル:

balloon_inflation_membrane

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回転フランジ部品の粉末圧縮

大塑性ひずみオプションを使用した, 製造されたコンポーネントの変形構成.

アプリケーションライブラリタイトル:

compaction_of_a_rotational_flange

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