複合材料モジュールアップデート

複合材料モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics® バージョン 6.0 では, 新しいマルチフィジックスカップリング, 簡素化された折畳み線拘束, 層状シェルの新しい安全基準を提供します. これらの機能およびその他の更新については, 以下をご覧ください.

新しい積層シェルとシェル

新しい積層シェル-シェル連結マルチフィジックスカップリングは, どちらかのインターフェースを使用して1つのレイアップ内で異なるスタックメンバーを定義することにより, シェルと積層シェルの界面を混在させることを可能にします. このモデリング手法は, マルチモデル手法と呼ばれることもあります. この方法は, ある層が厚く, 他の層が薄い複合構造のモデリングにおいて, 精度と性能の面で最良の選択となることが多いのです. Analysis of a Composite Blade Using a Multiple Model Methodのチュートリアルモデルを使用した複合材ブレードの解析で, この新しいカップリングを見ることができます.

簡素化された積層シェルの折畳み線拘束

折畳み線をモデル化するための新しいタイプの定式化 (簡易折れ線制約と呼ばれる) が, 積層シェルインターフェースに追加されました. この新しい定式化は, 標準の完全折畳み線拘束よりも計算効率が高いですが, 厚いシェルに対しては精度が低くなります. この新しい制約タイプは, この場合のための特別な線形定式化を備えているため, 大きな幾何学的線形問題に対して特に有利です. 折畳み線拘束のタイプは, 積層シェルインターフェースの設定の中の折畳み線設定セクションで選択します.

積層線形材料のスタックメンバー選択

シェルインターフェースの積層線形弾性体において, 積層材料スタックから1つのスタック部材を選択できるようになりました. これにより, 同一境界上の異なる層に対して, 複数のシェルインターフェースを使用することが可能になりました. この機能の主な用途は, マルチプルモデル法で同じ境界上に異なるシェル配合を混在させる場合です. この新機能は, Analysis of a Composite Blade Using a Multiple Model Method チュートリアルモデルでご覧いただけます.

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Layered Linear Elastic Material node highlighted, the corresponding Settings window, and a composite material with multiple layers model in the Graphics window.
シェルインターフェースの積層弾性材料ノードの新しいスタックメンバーオプションではグラフィックスウィンドウに示されるように限定された層の集合を選択することができます.

積層シェルの新しい安全基準

積層シェルインターフェースでいくつかの新しい安全基準が追加, 拡張されました:

  • Norris および Azzi–Tsai–Hill 条件
  • Tsai–Wu および Tsai–Hill 条件の2D定式化への拡張

積層材料のための新しい演算子

厚み方向の指定位置での評価のために, 積層シェルインターフェースおよびシェルとメンブレンインターフェースの積層材料に, .atxd0 (ポイント評価用) と.atxd1 (エッジ評価用) というフィジックス s スコープの新しい演算子が追加されました.

これらの演算子は, 厚み方向の位置と評価する式, たとえば, lshell.atxd1 (2*th,mean(lshell.mises))の2つの引数を取ります. これにより, 特に複合構造のモデリングで多層材料が含まれる場合, 余分な次元で任意の量を簡単に評価することができます.

新しいチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics® バージョン6.0 では複合材料モジュールに新しいチュートリアルモデルが加わりました.

マルチプルモデル法を用いた複合ブレードの解析

An array of three composite blade models comparing the von Mises stress results of the ESL theory (left), Layerwise theory (middle), and multiple model method (right).
マルチプルモデル法を使用して解かれた複合ブレードのフォン・ミーゼス応力分布. 結果は, 各層理論および ESL 理論と比較されます.

アプリケーションライブラリタイトル:
composite_blade_multiple_model_method
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