COMSOL Multiphysics^® 6.2 リリースハイライト

構造力学モジュールのアップデート

構造力学モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.2 では, フェーズフィールド (固体) インターフェース, 破壊力学を評価するための仮想亀裂拡張法, 加速された非拘束構造の静的解析を可能にする機能が導入されています. これらのアップデートと詳細については, 以下をご覧ください.

新しいフェーズフィールド (固体) インターフェース

フェーズフィールドモデリングはさまざまなアプリケーションに使用でき, このバージョンでは新しいフェーズフィールド (固体) インターフェースが導入されました. これは, 亀裂の伝播, 損傷の進展, 粒界の成長など, 固体内の移動界面に関わる現象のモデリングに特化したインターフェースです.

新しい輸送 (固体) インターフェース

化学種輸送, エレクトロマイグレーション, 水素脆化, および固体材料におけるその他の輸送現象をモデル化するために, 新しい輸送 (固体) インターフェースが追加されました. このインターフェースにより, 1つまたは複数の化学種が関与する輸送の定常的および時間依存的解析が可能になります. さらに, 拡散問題が応力によって引き起こされる場合, 輸送 (固体) インターフェースを固体力学インターフェースと組み合わせることができます.

新しい不飽和多孔質弾性マルチフィジックスカップリング

新しいマルチフィジックスカップリングである不飽和多孔弾性が追加され, 水分輸送 (固体) インターフェースと固体力学インターフェースがリンクされました. この双方向カップリングにより, 細孔内に負荷として水分圧力がかかり, その結果生じる構造変形により貯蔵係数とポロシティが変化します. このような種類のスタディは, 新しい不飽和多孔質弾性マルチフィジックスインターフェースを使用して簡単に構成できます. これにより, 水分輸送 (固体) インターフェース, 固体力学インターフェース, および不飽和多孔質弾性マルチフィジックスカップリングが自動的に追加されます. 板紙ロール内の水分輸送チュートリアルモデルでは, この新しい機能を紹介します. この機能には, 多孔質媒体流れモジュールまたは伝熱モジュールが必要であることに注意してください.

回転機械における新しい磁気 - 弾性相互作用マルチフィジックスインターフェース

電気モーターなどの一部の回転部品では, 磁場と構造変形の間の双方向連成を考慮する必要がある場合があります. 回転機械における新しい磁気 - 弾性相互作用マルチフィジックスインターフェースは, 固体力学インターフェースと回転機械 (磁気) インターフェースを移動メッシュ機能とともに連成します. 新しいマルチフィジックスカップリング, 磁力, 回転機械を使用して, 磁気マックスウェル応力から生じる負荷を準拠回転構造に適用します. 同時に, 磁気負荷と遠心力の組み合わせによって生じる変形が磁場に影響を与えます. このインターフェースを使用して電気モーターの変形と応力分布を解析する方法の例が, 新しい内部永久磁石モーターモデルの電磁機械解析に示されています. この機能とチュートリアルモデルには AC/DC モジュールが必要であることに注意してください.

新しい熱膨張 (薄層) マルチフィジックスカップリング

新しい熱膨張 (薄層) マルチフィジックスカップリングノードを使用すると, 薄層材料モデルを持つ境界内の熱膨張を, 伝熱インターフェースで計算された同じ境界上の温度場と連成できます. この新しい機能は, 更新された加熱回路チュートリアルモデルで確認できます.

接触モデリングの非拘束構造

接触問題では, 接触が確立されるまで拘束が不十分であることがよくあります. その結果, 剛性行列は特異になります. この固有の問題を軽減するために, 新しい安定化機能が追加されました. チューブ接続の事前応力下ボルトと主軸受キャップボルトの事前応力チュートリアルモデルで, この機能が使われています.

反りの計算

PCB などの一部のアプリケーションでは, 荷重が加わった後に構造が正しく機能するために, 平面は十分な程度の平面性を保持する必要があります. 元の形状からの表面の偏差を評価するための新しい反り機能が固体力学, シェル, 積層シェルインターフェースに追加されました. この新しい機能の使用法は, 更新された積層板の熱応力および加熱回路チュートリアルモデルで実証されています.

液体充填キャビティ

新しい密閉キャビティ機能が固体力学インターフェースに追加されました. この機能により, キャビティ自体をメッシュする必要がなく, 密閉された流体で満たされたキャビティをモデル化することができます. キャビティ内の圧力は構造に対する負荷として作用し, キャビティの容積は構造の変形によって制御されます. キャビティの内容物 (等温気体, 断熱気体, 非圧縮性流体などの内容物) について利用可能な状態方程式がいくつかあります. この新しい機能は, 超弾性シールおよび両室心臓モデルのチュートリアルモデルで実証されています.

仮想亀裂延長法

新しい仮想亀裂伸長機能が, エネルギー解放率と応力拡大係数を決定するための J 積分法の代替として追加されました. この新機能を使用すると, 同じ解析を実行できるだけでなく, 物体の荷重や熱膨張も考慮することができます. この機能は, 更新されたシングルエッジクラックチュートリアルモデルで使用されます.

慣性緩和解析

慣性緩和解析は, 外部荷重によって加速される非拘束構造に対する特別なタイプの静的解析であり, 外部荷重と構造の慣性力が動的力のバランスを維持する必要があります. すべての構造力学インターフェースに, 新しい慣性緩和機能が追加されました. この機能を使用すると, 加速場, 対応する慣性力, および結果として生じる応力を計算する特別なスタディシーケンスの設定を自動化できます. この新機能は, 更新されたブラケット - 構造力学のチュートリアルで使用されています.

圧電材料 (シェル) インターフェースの積層構造

シェルインターフェースでは, 新しい圧電材料のレイヤー機能が利用可能です. この新機能により, 薄い圧電複合材料を解く際の組み立て時間と計算時間の両方が節約されます. この新しい機能には, AC/DC モジュールまたは MEMS モジュールのいずれかが必要であることに注意してください. 複合材料モジュールも利用できる場合は, この機能を多層シェルで使用でき, 個々の層が異なる材料特性を持つことができます.

ファイバー機能の強化

ファイバーサブノードを追加することで材料にファイバーの分布を追加する機能がバージョン 6.0 で導入されました. バージョン 6.2 では, この機能にいくつかの拡張機能があります. 例えば:

• この機能はシェルインターフェースでも利用できるようになりました. これに関連して, ファイバーに曲げ剛性と厚さ方向の位置を割り当てることもできます.

• ファイバーの材料モデルが, 応力とひずみの間の一般的な非線形関数になりました.

• ファイバーサブノードを薄層機能の材料モデルに追加できるようになりました.

これらの更新は, 新しいタイヤ空気注入チュートリアルモデルで確認できます.

制限付き変位

制限付き変位 (つまり, 点, エッジ, または境界が特定の方向に移動できる最大距離) を規定する機能が, 固体力学, マルチボディダイナミクス, シェル, 積層シェル, およびメンブレインインターフェースに追加されました. この機能は接触解析の簡易版とみなすことができ, 動きを止めるために2番目のオブジェクトは必要ありません. 以前のバージョンでは, この機能は梁やトラスなどのエッジタイプのインターフェースでのみ利用可能であったため, エッジまたはポイントにしか適用できませんでした.

オクターブバンドのアップデート

オクターブバンドプロットを使用して, 過渡シミュレーションに基づいた結果を解析できるようになりました. 過渡データは, 解析される前に周波数領域に変換されます. オクターブバンドプロットには, 音響の吸収データまたは振動速度データを解析して構造振動モデルの周波数応答関数 (FRF) をプロットするために使用できる, 一般 (非 dB) 入力タイプも追加されました.

新しいチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.2 では, いくつかの新規および更新されたチュートリアルモデルが構造力学モジュールに追加されています.