نرم افزار کامسول مولتی فیزیک comsol

خزش ویسکوپلاستیک در اتصالات لحیم‌کاری – Viscoplastic Creep in Solder Joints

در این مثال، خزش ویسکوپلاستیک در اتصالات لحیم‌کاری تحت بارگذاری حرارتی با استفاده از مدل ویسکوپلاستیسیته آناند، که برای تغییر شکل‌های بزرگ، ایزوتروپیک، ویسکوپلاستیک در ترکیب با تغییر شکل‌های الاستیک کوچک مناسب است، مورد بررسی قرار می‌گیرد.
هندسه شامل دو مؤلفه الکترونیکی (تراشه) است که با استفاده از چندین اتصالات توپ لحیم بر روی صفحۀ مدار سوار شده‌اند. پس از حدود 40 ثانیه بارگیری حرارتی، جریان قابل توجهی در پلاستیک ظاهر می‌شود.

نرم افزار کامسول مولتی فیزیک comsol

بارگذاری تک‌محوره آلیاژ حافظه شکل – Uniaxial Loading of Shape Memory Alloy

این مدل‌ها تلفیقی از مثال‌های موجود در کتاب درسی است
آلیاژهای حافظه شکل: مدل‌سازی و کاربردهای مهندسی. D. Lagoudas Ed. Springer 2008.

کامسول

خزش ناشی از گرما – Thermally Induced Creep

خزش یک تغییر شکل غیر وابسته به زمان است که وقتی ماده در دمای تا حد کافی بالا – می‌گویند تا 40٪ از نقطه ذوب یا بیشتر – تحت فشار قرار می‌گیرد، رخ می‌دهد.

کامسول

فرسودگی حرارتی مقاومت پایه سطحی – Thermal Fatigue of a Surface Mount Resistor

یک مقاومت پایۀ سطحی در معرض چرخۀ حرارتی قرار می‌گیرد. تفاوت در گسترش حرارتی مواد مختلف باعث ایجاد تنش در ساختار می‌شود. لحیم‌کاری که مقاومت را با برد مدار چاپی متصل می‌کند، ضعیف‌ترین اتصال در مونتاژ است.

کامسول

مقاومت‌پذیری وابسته به دما در مخازن تحت فشار – Temperature-Dependent Plasticity in Pressure Vessel

این مثال چگونگی استفاده از مواد وابسته به دما را در ماژول مصالح ساختاری غیرخطی نشان می‌دهد.
یک ظرف بزرگ آب گرم تحت فشار را در خود نگه می‌دارد. چندین لوله به ظرف فشار وصل شده‌اند. در صورت سرد شدن اضطراری، این لوله‌ها می‌توانند به سرعت آب سرد را انتقال دهند. مخزن فشار از جنس استیل کربن بوده که دارای روکش داخلی از استیل ضد زنگ است. در صورت گذرا بودن دمای سریع، اختلاف در خصوصیات انبساط حرارتی بین مواد باعث ایجاد تنش زیاد می‌شود.

کامسول

تجزیه و تحلیل تنش یک ظرف تحت فشار – Stress Analysis of a Pressure Vessel

یک مخزن تحت فشار برای نگه داشتن مایعات یا گازها در فشارهای قابل ملاحظه‌ای بالاتر یا پایین‌تر از فشار محیط طراحی شده است. برای جلوگیری از خرابی‌های فاجعه‌بار، اختلاف فشار بالا به یک طراحی صحیح نیاز دارد.

کامسول

فرسودگی تماس ایستاده – Standing Contact Fatigue

آزمایش فرسودگی ایستاده روشی است که برای آزمایش رشد ترک در مرتبۀ زیرسطحی استفاده می‌شود. در چنین آزمایشی، یک جسم کروی بر روی مواد آزمایش‌شده فشرده شده و بین یک بار فشاری بالا و پایین می‌چرخد. هیچ حرکت انتقالی بین این دو رخ نمی‌دهد.

کامسول

قلاب قفل – Snap Hook

این مثال درج قلاب قفل در شیار آن را شبیه‌سازی می‌کند. اتصال‌دهنده‌هایی مانند این در صنعت خودرو متداول هستند؛ به عنوان مثال در کنترل پنل یک ماشین. در این حالت دانستن نیرویی که باید برای قراردادن قلاب در شکاف و همچنین نیروی لازم برای خارج کردن آن مورد استفاده قرار گیرد، بسیار مهم است. از نقطه نظر عددی، این یک تحلیل ساختاری بسیار غیرخطی است؛ به دلیل تعامل تماس بین قلاب و شکاف، قانون ساختاری الاستوپلاستیک برای قلاب انتخاب شده است، و غیرخطی هندسی از جابجایی بزرگ سرچشمه گرفته است.

کامسول

شکل‌گیری ورقه فلزی – Sheet Metal Forming

این مثال یک مدل اعتبارسنجی NAFEMS از یک مسألۀ تماس اصطکاکی با یک مدل مادۀ الاستوپلاستی را محک می‌زند. یک ورقۀ فلزی نازک توسط یک منگنه به قالب می‌رود. هر دو جابجایی فشرده‌سازی و آزادسازی منگنه به منظور محاسبۀ زاویۀ شکل‌گیری (در حداکثر جابجایی منگنه) و زاویۀ بعد از آزادسازی منگنه مدل می‌شوند.

کامسول

استنت خودگسترده آلیاژ حافظه شکل – Shape Memory Alloy Self-Expanding Stent

استنت‌ها در برنامه‌های کاربردی پزشکی برای حمایت از دیوارۀ داخلی رگ‌ها و شریان‌ها استفاده می‌شوند. استنت‌های در حال گسترش که از آلیاژهای حافظه شکل ساخته شده‌اند، متفاوت از استنت‌های بالونی متورم هستند؛ زیرا این استنت‌ها در دمای پایین به قطر شریان رسیده و سپس آزاد می‌شوند در حالی که خون آن‌ها را تا دمای بدن انسان گرم می‌کند. این مدل یک نمونه از چنین استنتی را نشان می‌دهد که ابتدا پیچیده شده و سپس تا 37 درجه سانتیگراد گرم می‌شود.

کامسول

خزش اولیه تحت بار غیرقابل اطمینان – Primary Creep Under Nonconstant Load

در این مثال مدل، رفتار خزش مواد را تحت بارگذاری غیرثابت مطالعه خواهید کرد. شما می‌توانید خزش اولیه را با استفاده از قانون نورتون بیلی مدل‌سازی کرده و تفاوت بین سخت‌شدن زمان و روش‌های سخت‌شدن کرنش موجود در کامسول مالتی‌فیزیک را مطالعه کنید.

کامسول

ظروف ارتوتروپی تحت فشار – Pressurized Orthotropic Container

یک ظرف با دیواره نازک ساخته شده از فولاد نورد در معرض فشار بیش از حد داخلی قرار دارد. به عنوان تأثیر روش تولید، یکی از سه جهت اصلی مواد – جهت خارج از صفحه – تنش عملکرد بالاتری نسبت به دو مورد دیگر دارد. از انعطاف‌پذیری ارتوتروپی هیل برای مدل‌سازی تفاوت در قدرت عملکرد استفاده می‌شود. این مثال همچنین نحوۀ تعریف و استفاده از مختصات منحنی موازی با جهت‌های اصلی مواد را نشان می‌دهد، که در این حالت خطوط کانتینر را دنبال می‌کنند.

کامسول

فشرده‌سازی پودر یک فنجان – Powder Compaction of a Cup

ساخت یک فنجان از طریق تراکم پودر در این مدل آموزشی شبیه‌سازی شده است. فرآیند تراکم پودر به دلیل داشتن پتانسیل در تولید اجزای شکل پیچیده و استحکام بالا در صنعت تولید رایج است.

ترکیب مدل Fleck-Kuhn-McMeeking (FKM) با مدل Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) برای پلاستیک‌پذیری متخلخل، امکان پوشش طیف گسترده‌ای از مقادیر تخلخل را ممکن می‌سازد. در این مثال از این تکنیک استفاده شده و اصطکاک بین پودر فلزی و قالب در نظر گرفته شده است.

کامسول

مدل فوق‌کشسان چندجمله‌ای – Polynomial Hyperelastic Model

این مدل نشان می‌دهد که چگونه می‌توانید با استفاده از عملکرد انرژی چگالی کرنش، یک مادۀ فوق‌کشسان تعریف شده توسط کاربر را پیاده‌سازی کنید. مدل مورد استفاده یک مدل مواد فوق‌کشسان عمومی Mooney-Rivlin بوده که توسط یک چندجمله‌ای تعریف شده است. در این مثال، دو مدل ماده را بر اساس عبارت تعریف شده مشاهده خواهید کرد: یک معادلۀ دو زمانه و یک معادلۀ پنج زمانه. اجرای مدل مواد دو زمانۀ Mooney-Rivlin پس از آن با نتایج به دست آمده با مواد فوق‌کشسان از پیش تعریف شده Mooney-Rivlin تأیید می‌شود.

کامسول

تغییر شکل پلاستیک در طول گسترش یک استنت زیست‌پزشکی – Plastic Deformation During the Expansion of a Biomedical Stent

استنت یک لولۀ مشبک سیمی است که برای بازکردن شریان کرونر در طی آنژیوپلاستی استفاده می‌شود، فرآیندی برای برداشتن یا فشرده‌سازی پلاک. طراحی آن برای آنژیوپلاستی جلدی از طریق پوست با استفاده از استنت از اهمیت برخوردار است. در طی این روش، استنت با استفاده از بالون در رگ‌های خونی مستقر می‌شود. استنت منبسط شده به عنوان داربست عمل کرده که رگ خونی را باز نگه می‌دارد.

نرم افزار کامسول

باریک‌شدگی نوار فلزی الاستوپلاستیک – Necking of an Elastoplastic Metal Bar

نوار فلزی دایره‌ای متشکل از مواد الاستوپلاستیک با رفتار سفت‌کنندۀ ایزوتروپی غیرخطی در معرض تنش تک‌محوره قرار دارد. تحت تأثیر تنش‌های قابل توجه، نوار انعطاف‌پذیری بالایی را تجربه می‌کند. پدیدۀ باریک‌شدگی مهار شده و رشد آن دقیقا شبیه‌سازی می‌شود. تغییر شعاع با نتایج یافته‌های دیگر مطابقت دارد. این مثال یک معیار کلاسیک برای کدهای انعطاف‌پذیری کرنش بزرگ است.

نرم افزار کامسول

مدل ویسکوپلاستیک – Lemaitre-Chaboche

بیشتر فلزات و آلیاژها در دماهای بالا دچار تغییر شکل ویسکوپلاستیک می‌شوند. در صورت بارگذاری چرخه‌ای، یک قانون اساسی با سخت شدن ایزوتروپیک و سینماتیک برای توصیف تأثیراتی از قبیل چرخاندن، نرم‌شدن / سخت‌شدن چرخه‌ای و آرامش تنش ضروری است.

نرم افزار کامسول

تورم یک بادکنک لاستیکی کروی – نسخه غشایی – Inflation of a Spherical Rubber Balloon — Membrane Version

هدف از این مدل نشان دادن چگونگی استفاده از رابط غشاء برای مدل‌سازی ساختارهای نازک فوق‌کشسان است. مثال با مدل کتابخانه‌ای “تورم یک بادکنک لاستیکی کروی” یکسان است، به جز اینکه از رابط غشاء به جای رابط مکانیک جامد استفاده می‌شود.

نرم افزار کامسول

تورم یک بادکنک لاستیکی کروی – Inflation of a Spherical Rubber Balloon

این مدل با هدف بررسی تورم یک بادکنک لاستیکی با مدل‌های مختلف مواد فوق‌کشسان و مقایسه نتایج با عبارات تحلیلی انجام می‌شود.

زهوار فوق‌کشسان – Hyperelastic Seal

در این مدل، رابطۀ نیرو و خمش زهوار یک درب اتومبیل ساخته شده از مواد لاستیکی نرم را مطالعه می‌کنید. این مدل از یک مدل مواد فوق‌کشسان به همراه فرمول‌هایی استفاده می‌کند که می‌تواند تغییر شکل‌های بزرگ و شرایط تماس را به خود اختصاص دهد.

نرم افزار کامسول

پیش‌بینی فرسودگی حرارتی مبتنی بر انرژی در یک آرایه شبکه توپی – Energy-Based Thermal Fatigue Prediction in a Ball Grid Array

در سیستم خنک‌کننده، یک جزء میکروالکترونیکی به عنوان حلقۀ مهم شناخته شده است. از آنجا که برق به طور مکرر روشن و خاموش می‌شود، این جزء در معرض چرخۀ حرارتی قرار می‌گیرد. در نتیجه، یک شکاف از طریق اتصالات لحیم‌کاری رشد کرده و تراشه را از صفحۀ مدار چاپی جدا می‌کند تا مؤلفۀ عملکرد عملیاتی خود را از دست دهد. طول عمر اتصالات لحیم‌کاری در دو مجموعۀ شبکۀ توپی بر اساس مدل مبتنی بر انرژی دارووا پیش بینی شده است. مدل فرسودگی آسیب‌های مبتنی بر چگالی اتلاف انرژی متوسط ​​را در یک لایۀ نازک که در آن یک ترک رشد می‌کند، ارزیابی می‌کند.

نرم افزار کامسول

تجزیه و تحلیل فرسودگی کم-چرخه الاستوپلاستیک استوانه‌ای با یک سوراخ – Elastoplastic Low-Cycle Fatigue Analysis of Cylinder with a Hole

یک مؤلفۀ حمل بار از یک سازه در معرض بارگذاری چرخه‌ای چندمحوری قرار دارد که در طی آن بازده موضعی مواد رخ می‌دهد. در این مدل شما یک تجزیه و تحلیل فرسودگی کم-چرخه از بخش را بر اساس مدل Smith-Watson-Topper (SWT)  انجام می‌دهید.

نرم افزار کامسول

تجزیه و تحلیل الاستوپلاستیک صفحۀ سوراخ – Elastoplastic Analysis of Holed Plate

این مثال تجزیه و تحلیل یک صفحۀ سوراخ شدۀ بارگذاری شده در رژیم پلاستیک را نشان می‌دهد. بخشی از مثال یک معیار است که می‌توانید آن را در بخش 7.10  The Finit Element Element  نوشتۀ O.C. Zienkiewicz پیدا کنید. تخلیۀ صفحه و تنش‌های باقیمانده نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد.

نرم افزار کامسول

اثر الاستوآکوستیک در فولاد ریلی – Elastoacoustic Effect in Rail Steel

اثر الاستوآکوستیک تغییر در سرعت موج‌های الاستیک است که در یک سازه تحت تغییر شکل الاستیک استاتیک پخش می‌شوند. این اثر در بسیاری از تکنیک‌های اولتراسونیک برای آزمایش غیرمخرب حالات پیش‌بینی شده در سازه‌ها استفاده می‌شود.

نرم افزار کامسول comsol

شکل‌گیری سرپیچ – Die Forming

قالب‌گیری سرپیچ یک فرایند صنعتی شکل‌گیری فلز ورقه‌ای گسترده است. قطعۀ کار، معمولاً یک ورقۀ فلزی است که دائما در اطراف قالب از طریق تغییر شکل پلاستیک با تشکیل و ایجاد فرایندها تغییر شکل می‌یابد.

نرم افزار کامسول comsol

شکافتگی یک تیر شکاف‌دار – Cracking of a Notched Beam

در این مثال، دو مدل از آسیب شکننده برای ارزیابی شکستگی تیر بتونی شکاف‌دار که در معرض خم شدن سه نقطه قرار دارد، استفاده می‌شود.

نرم افزار کامسول comsol

فشرده‌سازی لوله الاستوپلاستیک – Compression of an Elastoplastic Pipe

در کاربردهای داخل دریا، گاهی اوقات لازم است به سرعت لوله را به عنوان بخشی از جلوگیری از ترکیدن، آب‌بندی کنید. این مثال یک شبیه‌سازی را نشان می‌دهد، که در آن یک لولۀ دایره‌ای بین دو شاخۀ سفت و صاف فشرده می‌شود. این مدل به عنوان نمونه‌ای از تجزیه و تحلیل با تنش‌ها و تماس‌های پلاستیکی بسیار بزرگ عمل می‌کند.

نرم افزار کامسول comsol

ترکیب مدل‌های الاستوپلاستیک و مواد خزشی – Combining Elastoplastic and Creep Material Models

این مدل نحوه ترکیب انواع مختلف مواد غیرخطی، مانند خزش و الاستوپلاستیکی را نشان می‌دهد. در این مثال خاص شما یک تنش و تحلیل فشار غیرخطی را روی یک سیلندر ضخیم تحت بارگذاری غیر متناسب انجام می‌دهید: یک افزایش درجه حرارت اولیه و به دنبال آن فشار نوسانی که روی سطح داخلی سیلندر اعمال می‌شود.

نرم افزار کامسول comsol

ترکیب مدل‌های مواد خزش – Combining Creep Material Models

این مدل نحوۀ ترکیب مدل‌های مختلف مواد خزشی را نشان می‌دهد. در اینجا یک مادۀ خزشی نورتون-بیلی (خزش اولیه) با یک مدل مواد خزشی نورتون (خزش ثانویه) ترکیب شده است. این مدل اصلاح مدل کتابخانه‌ای مدل خزش القایی گرمایی است.

نرم افزار کامسول comsol

آسیب شکننده در تنش تک‌محور – Brittle Damage in Uniaxial Tension

در این مدل آموزشی، روش‌های مختلفی برای مدل‌سازی آسیب شکننده در یک مدل ساده از یک نوار باردار تک‌محور مقایسه می‌شود. محلی‌سازی تغییر شکل در هنگام شکستگی با استفاده از دستورات گسسته‌سازی مختلف و روش‌های منظم مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

کامسول

ویسکوالاستیسیته دیواره شریانی – Arterial Wall Viscoelasticity

برای مدل سازی بافت نرم کلاژن در دیواره های شریانی از مواد فوق‌کشسان ناهمسانگرد استفاده می‌شود. برنامۀ مکانیک دیواره شریانی قسمتی از شریان را بر اساس مدل مواد فوق‌کشسان Holzapfel-Gasser-Ogden توصیف می‌کند. در این مثال، رفتار پویای شریان مورد مطالعه قرار گرفته است، به خصوص پاسخ ویسکوالاستیک با اضافه کردن یک ویژگی ویسکوالاستیسیتۀ پنج شاخه به مادۀ فوق‌کشسان محاسبه می‌شود.

کامسول

مکانیک دیواره شریانی – Arterial Wall Mechanics

این مدل چگونگی پیاده‌سازی یک مادۀ فوق‌کشسان ناهمسانگرد برای مدل‌سازی بافت نرم کلاژن در دیواره‌های شریانی را نشان می‌دهد.

کامسول

چسبندگی و جداسازی توپ برجسته‌ساز – Adhesion and Decohesion of Indenting Ball

یک توپ فولادی در برابر غشای لاستیکی فشرده می‌شود. وقتی فشار تماس از مقدار مشخصی فراتر رود، دو قسمت شروع به چسبیدن به یکدیگر می‌کنند.

کامسول

تست مدت شتاب‌دار – Accelerated Life Testing

آزمایش فرسودگی مواد غیرخطی با مکانیسم خزش یک فرآیند وقت‌گیر است. در تست مدت شتاب‌دار، زمان آزمایش با قراردادن مواد در شرایط آزمایش بیش از حد عملی کاهش می‌یابد. در این مدل چرخۀ بار حرارتی خورنده شبیه‌سازی شده و تأثیر آن بر عمر فرسودگی مفصل لحیم‌کاری بررسی می‌شود.

شیر پیزوالکتریک – Piezoelectric Valve

دریچه‌های پیزوالکتریک به دلیل زمان پاسخ سریع و عملکرد آرام، در کاربردهای پزشکی و آزمایشگاهی استفاده می‌شوند. عملکرد انرژی آن‌ها، گرمای کمی را نیز از بین می‌برد، که اغلب برای این کاربردها مهم است.

نمونه مواد خارجی ، مکانیک ساختاری – External Material Examples, Structural Mechanics

یک روش جدید برای مشخص کردن مدل های مواد تعریف شده توسط کاربر در نسخه 5.2 COMSOL Multiphysics گنجانده شده است.

چسبندگی و از بین بردن توپ برجسته‌ساز – Adhesion and Decohesion of Indenting Ball

یک توپ فولادی در برابر غشای لاستیکی فشرده می‌شود. وقتی فشار تماس از مقدار مشخصی فراتر رود، دو قسمت شروع به چسبیدن به یکدیگر می‌کنند.

پپروژه آماده کامسول comsol

تورم بادکنک آبی – Water Balloon Inflation

فرایند پرکردن بادکنک نمونه‌ای بارز برای تعامل فشار مایع و یک مادۀ ساختاری غیرخطی است.

عمل بر روی سازه‌هایی که در معرض آتش قرار دارند – کشش حرارتی – Action on Structures Exposed to Fire — Thermal Elongation

این نوشته تلفیقی از برخی نمونه‌های DIN EN 1991-1-2 است (اقدامات مربوط به سازه‌های در معرض آتش).

نرم افزار comsol

عمل بر روی سازه‌هایی که در معرض آتش قرار دارند – کشش حرارتی – Action on Structures Exposed to Fire — Thermal Elongation

این نوشته تلفیقی از برخی نمونه‌های DIN EN 1991-1-2 است (اقدامات مربوط به سازه‌های در معرض آتش).
مدل‌هایی که شامل می‌شوند:
1. خنک‌کننده (HT)
2. گرمایش (HT)
3. انتقال حرارت از طریق چند لایه (HT)
4. کشش حرارتی (SME، استرس حرارتی)
5. انبساط حرارتی (SME، HT، مدل مواد غیرخطی)