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COMSOL Multiphysics® 6.1 Release Highlights

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Nonlinear Structural Materials Module Updates

Für Nutzer des Nonlinear Structural Materials Module bietet COMSOL Multiphysics® Version 6.1 eine neue Funktion Adiabatic Heating, verbesserte Möglichkeiten zur Modellierung von Viskoplastizität und Hyperelastizität sowie fünf neue Tutorial-Modelle. Lesen Sie unten mehr über diese Updates.

Adiabatische Erwärmung

Es wurde ein neues Framework für die Behandlung adiabatischer Erwärmung in Festkörpern, Schalen und Membranen hinzugefügt. Adiabatische Erwärmung ist wichtig, wenn durch schnelle Verformungen Energie abgeführt wird, was wiederum die Temperatur im Objekt erhöht. Sie können diesen Effekt einbeziehen, indem Sie einen Unterknoten Adiabatic Heating zu den Interfaces Solid Mechanics, Layered Shell, Shell, oder Membrane hinzufügen.


Aufprall eines Kupferstabs auf eine starre Platte. Während sich der Stab plastisch verformt, lässt die dissipierte Energie die Temperatur des Stabes schnell ansteigen.

Verbesserungen der Viskoplastizität

Der Knoten Viscoplasticity verfügt über einen neues Framework für die Behandlung großer viskoplastischer Dehnungen, das auf der multiplikativen Zerlegung von Verformungsgradienten basiert. Die Formulierung führt zu erheblichen Verbesserungen bei der Rechengeschwindigkeit und der Speichernutzung und ermöglicht es, die Funktionen Creep und Viscoplasticity unter dem Knoten Hyperelastic Material hinzuzufügen. Darüber hinaus wurden die Modelle Chaboche und Perzyna aktualisiert und zwei neue viskoplastische Modelle eingeführt: das Modell Bingham und das Modell Peric. Es ist jetzt auch möglich, benutzerdefinierte viskoplastische Modelle anzugeben. Sie können sich diese neuen Verbesserungen in den Modellen Lemaitre-Chaboche Viscoplastic Model und Viscoplastic Creep in Solder Joints ansehen.

Die COMSOL Multiphysics Benutzeroberfläche zeigt den Model Builder mit dem hervorgehobenen Knoten Viscoplasticity, das entsprechende Einstellungen-Fenster und ein viskoplastisches Modell im Grafikfenster.
Einstellungen für die überarbeitete Funktion Viscoplasticity, mit dem ausgewählten Modell Chaboche.

Verbesserungen der Hyperelastizität

Ein neues Framework für die Behandlung der Kompressibilität aller hyperelastischen Materialien wurde implementiert. Infolgedessen haben alle Materialmodelle eine neue kompressible Formulierung, die es auch ermöglicht, allen Hyperelastic Materials im Solid Mechanics Interface Phase Field-Schäden hinzuzufügen. Darüber hinaus ist es jetzt auch möglich, Faltenbildung in hyperelastischen Materialien im Interface Membrane zu modellieren. Sehen Sie sich diese Verbesserungen in den neuen Modellen Inflation of a Square Hyperelastic Airbag und Wrinkling of a Cylindrical Membrane with Varying Thickness an.

Ein Airbag-Modell, bei dem die faltigen Bereiche in grün dargestellt sind.
Die faltigen Bereiche (grün) in einem aufgeblasenen Airbag aus einem hyperelastischen Material.

Erweiterte Funktionalität für Thin Layers

Der neue Knoten Thin Layer im Interface Solid Mechanics kann die Materialmodelle Hyperelastic und Nonlinear Elastic enthalten. Andere nichtelastische Effekte können ebenfalls einbezogen werden, indem Sie zum Beispiel die Unterknoten Damage, Creep oder Plasticity hinzufügen. Sie können diese zusätzliche Funktionalität im neuen Modell Thin Layer Interfaces sehen.

Ein 2D-Modell einer dünnen Schicht, das die Verschiebung und die Spannung in der Rainbow-Farbtabelle zeigt.
Verschiebung und Spannungssprung unter Verwendung einer Festkörpernäherung der dünnen Schicht.

Neue Tutorial-Modelle

COMSOL Multiphysics® Version 6.1 beinhaltet mehrere neue Tutorial-Modelle für das Nonlinear Structural Materials Module.

Inflation of a Square Hyperelastic Airbag

Ein Airbag-Modell mit Falten und der durch rote Pfeile dargestellten Spannung.
Ein hyperelastischer Airbag mit Falten, in denen die zweite Hauptspannung in eine Druckspannung umschlägt (rote Bereiche).

Application Library Titel:

membrane_airbag_inflation_hyperelastic

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Wrinkling of a Cylindrical Membrane with Varying Thickness

Vier zylindrische Modelle, die die faltigen Bereiche in lila zeigen.
Faltenreiche Regionen (violett) in zylindrischen hyperelastischen Membranen unterschiedlicher Dicke unter axialer Dehnung und innerem Fluiddruck.

Application Library Titel:

membrane_varying_thickness

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Contact Analysis of a Rubber Boot Seal

Sechs Ergebnisse eines Modells einer Gummidichtung, das die Verschiebungen an den Kontaktpunkten zeigt.
Multikonvolution-Gummidichtungen, die flexible Gelenke auf Wellen schützen, sind großen Verschiebungen ausgesetzt, bei denen sie Kontakt mit der Welle selbst und Selbstkontakt mit anderen Flanschen der Dichtung haben.

Application Library Titel:

rubber_boot_seal

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Submodeling with Plasticity

Ein Untermodell einer Welle in der Prism-Farbtabelle.
Eine lokalisierte Nichtlinearität wird in ein Teilmodell einer Welle integriert. Das Teilmodell und seine berechnete äquivalente plastische Dehnung werden gezeigt.

Application Library Titel:

shaft_submodeling_plasticity

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Thin Layer Interfaces

Sechs Ergebnisse eines Modells für eine dünne Schicht, das das Verhalten eines weichen Materials zwischen starrem Material zeigt.
Es werden verschiedene Modellierungsstrategien angewandt, um das Verhalten einer dünnen Schicht aus weichem Material zu beschreiben, die zwischen zwei Seiten eines starren Materials eingebettet ist.

Application Library Titel:

thin_layer_interfaces

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