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comsol计算压缩力

发布时间:2022-09-27 19:15:30

① comsol快速入门教程

我曾经大三的专业课老师要求全班学习COMSOL!

我自己参照官网的教程,写了个比较通俗易懂的入门教程,字多图多慎看(大三的时候写的)。

教你一步一步做出第一个项目。(其实COMSOL本身不难,主要是其中涉及的物理建模和数理方程的知识是不可或缺的)

扳手受力分析

我们平常用的扳手:如下图:

我们可以通过对它进行模拟分析,熟悉一下comsol的基本操作流程;(这是个简单的力学模拟,不涉及耦合场的模拟,当然,comsol最强大的功能是耦合场模拟,这个我们不急,先看完这个了解一下,具体的耦合场的例子推荐大家去看官方的help文档example2,这个例子也是上面的,相比官方来说,我的首先是中文比较好懂一点,然后解释比较直白通俗)

当然你也可能有些地方不懂,第一是有限元不太知道,第二就是数理方程边界条件不太知道,第三就是我没说明白!!!

本人也是个新手,刚看过三国,就学关公耍大刀了,大家将就着看吧,肯定会有差错,敬请原谅敬请原谅。。。。。

第一部分:

选择基本的研究领域,显然,我们这里研究的是结构力学模块中的固体力学,然后它跟时间无关,所以是稳态的研究。模型当然是选择3D的了。具体步骤有截图:

完成这四步以后,我们就可以进入comsol 的主界面了!

Ps:这里稍微介绍一下,为什么我们一开始要选择不同的模块和领域,什么力学,电磁学,光学什么的,在于不同模块所需要的偏微分方程和边界条件都是不一样的(请回忆数学物理方程里的三个基本方程和相关的定界问题),comsol为我们预设了不同的微分方程所以我们不需要自己设(当然你可以选择自己设),只要点击相应的模块就行了。这是comsol的一大优势。

第二部分:

下面我们就开始设置相关的条件了。

首先我们要有一个模型,我们研究的是一个扳手,所以我们要有一个扳手的模型,可以自己绘制,这个扳手模型的绘制应该是比较复杂的,只用comsol基本功能可能比较难,可以用CAD软件区绘制,comsol支持CAD文件的导入。

上面扯了一大堆,对于我们来说,第一次就用comsol里面自带的几何模型库吧,正好里面有。我们可以选择导入,具体步骤如下:

上面那个默认的目录是:C:\Program Files\COMSOL\COMSOL44\models\COMSOL_Multiphysics\

Structural_Mechanics\wrench.mphbin

大家根据自己的安装情况不同可以找到它。

这时候,我们就把扳手的模型导入了,大家可以去随便点一点

这一排的按钮,看一看它们的作用是什么,可以随便点的,点不坏的,不用怕,我就不一一介绍了

下面我们就进行下一步了

模型选定了,接下来我们根据

它上面从上到下的顺序,选择材料属性

我们知道不同的材料的杨氏模量,泊松比是不一样的,所以要确定材料(具体请脑补朝玉大师的弹性力学与张亮分析)

大家可能会找不到它,它是在built-in里面的,需要先打开built-in再找。

然后就设置好材料了,大家可以看一看它的具体的数据

下面我们就进行第三步了,模型有了,材料也搞好了,开始设置边界条件吧!(最关键的一步)

微分方程之前我们选模块的时候就选好了,要解微分方程就看边界条件和初始条件了,这里跟时间无关(此处脑补操老师的数理方程)

扳手的受力,显然我们按住扳手的尾端,也就是在扳手的尾端施加力,扳手的前端是固定的

很明显,扳手的前端是固定端,添加固定边界条件

尾端要加上载荷(这里有问题请参考数理方程)

首先选择固定边界条件

加在扳手的前端上,变成蓝色说明已经被选定,这一步只要在扳手前端找到如图所示,点击鼠标就行了

以上两步,说明我们给扳手前端加了固定边界条件。

下面一步给扳手加上载荷:

跟上一步一样,左键选择添加边界载荷:

然后我们选定载荷作用的这一部分:

选好之后,我们看左边的栏目,添加相应的载荷属性(也就是力的方向和大小)

先选择total force,在写上力就行了,我写的是150,大家可以随便大小,但不要太大(太大,扳手承受不了就。。。。)

这里为什么有负号,因为压扳手的力是朝z轴负方向的。。。。。

到此就全部设置好了!

下面就进行网格化吧(这是有限元方法的基本步骤,不懂的请稍微看看有限元)

当然,目前也不需要你懂什么,稍微点两下就行了

再点

就行了,。。网格化完毕

这里我们用的是系统自动网格化,我们也可以选择人工的,人工的就要我们自己设置网格的大小,密度什么的。。。。

网格化完了,你的扳手就会变成这样:

全部设置都结束了

最后只要轻轻点一下计算就行了

如果你的电脑运行内存小于4g,那很不幸,你可能算不出来,要进行一些额外的步骤(现在4g以下的笔记本应该不多了,如果你是,就来问我吧)

如果你的内存小于4g的话,就请看下面:

没关系,可以用硬盘内存代替运行内存,多几个简单的步骤:

首先,你就不要点计算了,先进行以下步骤

右击

,选择

,然后展开

,变成下面这个样子:

展开

,并点击

在右边的设置窗口设置:

跟这个图上设置的一样吧

这个设置确保如果你的电脑运行低内存中计算,解算器将开始使用硬盘作为补充RAM。允许解算器使用硬盘而不是内存计算慢下来。

到此你就设置完了,可以像之前一样,右键

,点击计算就行了。

你的内存大于4g就不用管,等它算完吧,可能要一些时间,一两分钟。。。

成功算完之后,你会看到:

是不是很神奇,整个扳手每个地方的受力都显示出来了(如果你的力不是150的话,可能情况跟我不一样。。。。。)

你看到的黑线的部分是扳手形变之前的位置,也就是初始位置。。。。

接下来,你可以稍微设置一下,就可以看到扳手的形变情况或者是受压力的情况。。。。(如果你的力不是150的话,可能情况跟我不一样。。。。。)

后面我就贴步骤,具体不啰嗦了,你基本也知道基本的流程了

这个扳手的建模我实际上是省略的全局定义的那一部分,这一部分在大型的建模过程中是排在第一步的,也就是设定参数,设定变量,设定函数什么的,比如我们就可以事先设定一个参数F来代表载荷,在填载荷的时候就可以直接写F不用写具体数值。。。。。但是我们这个小模型很显然就没必要了。。。。大家先有一个意识

我的博客即将搬运同步至腾讯云+社区,邀请大家一同入驻: https://cloud.tencent.com/developer/support-plan?invite_code=1u0te5svihf2e

② comsol如何获取一条线上的压力数据

结果节点下面的第一个子节点是数据集,右键数据集(研究1的解)看到二维截线节点,添加此节点,在设定窗口中定位截线的位置。然后右击结果总节点,建立一维绘图组,右击并添加线图,数据集选择刚才建立的二维截线1,表达式填入p,即可画出线上的压力。

③ 如何用comsol测试材料的力学性能

材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、湿度、介质)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征。影响材料力学性能的因素有很多,有聚合物结构的影响,如聚合物种类,分子量及其分布,是否结晶等;有成型加工的影响,如成型加工的方式及加工条件导致结晶度、取向度的变化,试样的缺陷等;有测试条件的影响,如测试温度,湿度,速率等,它们会导致试验的重复性差等缺陷,所以力学性能的测试有严格的标准,样品放入尺寸、形状均有统一规定。检测项目※拉伸强度※伸长率※弯曲强度※弯曲模量※邵氏硬度万能材料试验机‧荷重元精度:80N-20kN线性±0.5%‧测试速度:0.001-500mm/min‧延伸计夹距:10~100mm‧最大行程:100mm参考标准:ASTMD792-13ISO1183:2004(E)用户指定ASTMD638-10ISO527-1:1993/Amd.1:2005(E)用户指定ASTMD790-10ISO178:2010/Amd用户指定ASTMD256-10ISO180:2000/Amd用户指定参考资料:/testservice/show/129.aspx

④ comsol计算后结果中的压力一栏的面上箭头的方向是指的什么方向整体模型的颜色变化代表着什么意思

计算后结果中的压力依然的面上,箭头的方向指的是东北方整体模型不会发生改变。

⑤ 求教comsol结构力学挤压形变问题。主要是不知道挤压作用面应该如何设定接触和摩擦才能反应真实状态。

底面不要设置3个方向上的约束,只设置竖向约束。
这样底面就可以在水平方向上自由变形,可大可小

⑥ comsol固体力学介绍

comsol固体力学的知识点比较多,不同的场景建立的模型也不一样,从构建到仿真计算,需要得到硬件的支持,如果你的电脑配置跟不上,计算就会跑不动,我刚开始就遇到这种问题,后面用北鲲云超算来跑作业,计算时间从几天变成几个小时就跑完了。

⑦ COMSOL结构力学中,如何对一个圆形截面施加液压(hydrostatic pressure)

结构力学中 不想什么材料 。方法有很多额。

说个通俗点的

你就把你的腰当圆柱体,皮带那块就是横截面 。勒紧皮带。。。。

在比如你这 一捆东西捆在一起 拿根橡皮筋往里面加压是水平的 。
如果换成螺旋型的。就像绑丝带一样 会不断往里面加压

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