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非線形構造材料モジュールのアップデート

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6.2 では, パラメーター推定用の新機能, ポリマー粘塑性用の新しい材料モデル,および大きな塑性ひずみを扱えるようにする三点硬化モデルのアップデートが提供されています. アップデートの詳細は以下をご覧ください.

パラメーター推定

このバージョンでは, Levenberg-Marquardtソルバーと内部点オプティマイザー(IPOPT) ソルバーの改良を含む, パラメーター推定機能の強化が導入されています. これらの機能追加により, 一軸, 二軸, および繰返し荷重ケースを含む実験データのパラメーター推定性能を大幅に向上させることができます. アプリケーションギャラリーにある3つの新しいチュートリアルモデルは, この新機能を実証しています:

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with a Global Least-Squares Objective node highlighted, the corresponding Settings window, and a 1D plot in the Graphics window.
一軸, 純せん断, 等軸データの組み合わせによる超弾性オグデン材料のパラメーター推定.

ポリマーの粘塑性

固体高分子材料で作られた構造体を正確に解析するために, 高分子粘塑性の新しい材料モデルが追加されました. これには, Bergstrom-Boyce, Bergstrom-Bischoff, および並列ネットワークモデルが含まれます. この新しいフレームワークは, 大きな粘塑性ひずみを扱うことができ, 変形勾配の乗法分解に基づいています. 以下のチュートリアルモデルで, これらの新しい追加機能を見ることができます:

 
スモールパンチ試験は, 非常に小さな試料の機械的特性を評価するために設計さ れています.

ファイバー強化

バージョン6.2では, ファイバー機能にいくつかの改良が加えられています:

  • Holzapfel–Gasser–Ogden 超弾性材料モデル内の圧縮性ファイバー
  • 超弾性材料に埋め込まれたファイバーの熱膨張機能
  • 線形弾性材料および非線形弾性材料機能内でファイバーの非線形応力-ひずみ関係を扱うための一軸データ材料モデル

これらの新しい改良は, 新しいタイヤ空気圧チュートリアルモデルで見ることができます.

An aortic valve prosthesis model showing the fiber reinforcement.
人工大動脈弁のファイバー補強.

形状記憶合金の強化

形状記憶合金のアップデートは以下の通りです:

  • 相変態の材料パラメーターを指定する際の柔軟性が向上し, 開始応力と終了応力, または開始温度と終了温度の入力が可能になりました.
  • オーステナイトからマルテンサイトへの相転移を示す応力-温度相図を示す新しい定義済みプロットの導入.
  • 変態ひずみの上限を強制するためのペナルティ方法の大幅な改善
  • Prager-Lode降伏面の導入により, 引張または圧縮の異方性変形のモデリン グが可能になりました.
  • 大ひずみ塑性機能の導入

チュートリアルモデルSouza-Auricchio モデルを用いた形状記憶合金の単軸荷 重で, これらの機能強化をご覧いただけます.

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Shape Memory Alloy node highlighted, the corresponding Settings window, and a 1D plot in the Graphics window.
単一負荷サイクルにおける擬弾性効果の応力-温度相図におけるマルテンサイト体積率.

リチウムの粘塑性材料モデルリチウムの粘塑性材料モデル

新しい材料モデルAnand-Narayanが粘塑性機能に追加されました. この材料モデルは, 特に電池用途におけるリチウムの特性を対象としています.

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Viscoplasticity node highlighted, the corresponding Settings window, and a 1D plot in the Graphics window.
Anand-Narayanモデルで得られたリチウム試験片の応力対真ひずみ曲線(異なる温度とひずみ速度).

新しいフェーズフィールド (破壊) マルチフィジックスインターフェース

新しいフェーズフィールド (破壊) マルチフィジックスインターフェースは, フェーズフィールド (破壊) 双方向マルチフィジックスカップリングを通じて, 固体力学インターフェースと新しいフェーズフィールド (固体) インターフェースを組み合わせます. 応力またはひずみエネルギー密度によってフェーズフィールドが進展し, フェーズフィールドは弾性材料モデルへの破壊の程度を決定します.

 
弾塑性緻密引張試験片における延性損傷の進展の位相場モデリング.

新しいチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics® バージョン 6.2 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追加されています.