آموزش کامسول مکانیک

ماژول مکانیک سازه

Structural Mechanics

ماژول مکانیک سازه یک افزودنی برای پلت فرم COMSOL Multiphysics است که ابزار و کارایی مورد نیاز را برای مدل سازی و تجزیه و تحلیل رفتار مکانیکی سازه های جامد می دهد. زمینه های کاربردی شامل مهندسی مکانیک ، مهندسی عمران ، ژئومکانیک ، بیومکانیک و دستگاههای MEMS است.

با استفاده از ماژول مکانیک سازه ، شما قادر خواهید بود به سؤالات مربوط پاسخ دهید . به عنوان مثال ، میزان تنش و کرنش. تغییر شکل ، سفتی و انطباق، فرکانسهای طبیعی، بارهای پویا(دینامیکی)؛ و ناپایداری های جنجالی .

انواع آنالیز های زیر را می توان با ماژول مکانیک سازه ، انجام داد:

·       ثابت ·        Stationary
·       خاصیت فراوانی ·        Eigenfrequency
o           تحت فشار قرار دادن o   Undamped
o           ضعیف o   Damped
o           پیش نمایش o   Prestressed
·       گذرا ·        Transient
o           حالت مستقیم یا حالت برهم نهی o   Direct or mode superposition
·       پاسخ فرکانس ·        Frequency response
o           حالت مستقیم یا حالت برهم نهی o   Direct or mode superposition
o           پیش نمایش o   Prestressed
·       پارامتری ·        Parametric
·       فرایند تعادلی ·        Quasistatic
·       کمانش خطی ·        Linear buckling
·       تجزیه و تحلیل حالت ·        Mode analysis
·       کاهش مرتبه مدل ·        Modal reduced order
طیف جواب ·        Response spectrum

آموزش کامسول مکانیک

نرم افزار COMSOL Multiphysics FEA با رابط های از پیش تعریف شده فیزیکی و تنظیماتی تخصصی ارائه می شود که تنظیم و اجرای آنالیزها را آسان می کند. ماژول مکانیک سازه دارای مدل های مواد از پیش تعریف شده می باشد و می توانید ابعاد هندسی ، بارها و خصوصیات مواد را برای طراحی خود با استفاده از ماژول بهینه سازی ، بهبود ببخشید.

آموزش کامسول مکانیک

به منظور تولید شبیه سازی از طرح های ساختاری تولید شده با نرم افزار CAD شخص ثالث ، می توانید از محصولات میان رابط زیر استفاده کنید تا با COMSOL Multiphysics® ارتباط برقرار کنید.

انواع فرمت های استاندارد صنعتی CAD را برای تجزیه و تحلیل شبیه سازی با استفاده از ماژول وارد کننده CAD وارد COMSOL Multiphysics کنید. ویژگی های موجود شامل گزینه هایی برای ترمیم و مرتب کردن هندسه CAD برای آماده سازی آن برای مش بندی و تجزیه و تحلیل و همچنین دسترسی به هسته هندسه Parasolid برای گزینه های پیشرفته می باشد. همچنین ماژول Design در کنار این ویژگی ها، این امکان را به شما می دهد تا کارهای CAD سه بعدی loft, fillet, chamfer, midsurface, thicken را انجام دهید.

آموزش کامسول مکانیک

  • برای انجام شبیه سازی های پیشرفته ، می توانید از بین محصولات میان رابطی استفاده کنید تا به شما  این امکان را بدهد از نرم افزار CAD به COMSOL Multiphysics اطلاعات خود راوارد کنید. با استفاده از محصولات دارای ارتباط پویا، می توانید پارامترهای مدل CAD ابتدایی را حفظ کنید و  بدون نیاز به بازسازی پارامترهای مدل ، مطالعات پارامتری و بهینه سازی را در نرم افزار COMSOL انجام دهید.

قابل اتصال به :

  • SOLIDWORKS®
  • Inventor®
  • AutoCAD®
  • PTC®Creo® Parametric™
  • PTC®Pro/ENGINEER®
  • Solid Edge®

آموزش کامسول مکانیک

موقعیت های بسیاری وجود دارد که رفتار ساختار با سایر پدیده های فیزیکی همراه است. یکی از مزایای استفاده از COMSOL Multiphysics سهولتی است که با استفاده از آن می توانید دو یا چند محیط را با هم مخلوط کنید و همه در یک محیط نرم افزار یکسانی قرار دهید. برای بسیاری از موارد رایج ، ویژگی های اتصال داخلی وجود دارد ، همانطور که در زیر توضیح داده شده است، برای موارد دیگر ، می توانید به راحتی اتصالات خود را تنظیم کنید. در میان اتصالات این ماژول می توان به چند مورد مهم زیر اشاره کرد:

تعامل مایعات با ساختار
در تعامل بین یک ساختار مایع و جامد می توانید فشار مایع و نیروهای چسبناک را بررسی کنید. در اینجا  تغییر شکل ساختار به عنوان شرایط مرزی برای سیال عمل می کند و می تواند به طور غیر منتظره ای بزرگ باشد. اثر متقابل سازه و سیال می تواند بین قسمتهایی اتفاق بیفتد که مایع و  مش ها با هم مرز ارتباطی دارند .

تنش حرارتی
استرس حرارتی و میرایی حرارتی را می توان با اتصال چند فیزیک شبیه سازی نمود. خصوصیات ماده سازه می تواند به دما نیز بستگی داشته باشد و تنش های تماسی نه تنها بر محلول مکانیکی ، بلکه بر شار گرما از طریق سطح تماس تأثیر می گذارد.

ارتعاشات ، آکوستیک و امواج الاستیک
تعامل آکوستیک  ساختار، لرزش، فعل و انفعالات آکوستیک پوسته ، آکوستیک جامد و پیزو-آکوستیک و انتشار موج الاستیک همه با اضافه کردن ماژول آکوستیک امکان پذیر است.

جریان زیرسطحی
ماژول جریان زیرسطحی را اضافه کنید تا رابط های مکانیک جامد با رسوب پذیری و جریان در محیط  متخلخل را گسترش دهید.

پپیزوالکتریک و مگنتو استریکشن
دستگاه های پیزو الکتریکی را می توان با استفاده از یک اتصال داخلی ایجاد شده بین رابط مکانیک جامد و رابط الکترواستاتیک به طور دقیق مدل سازی نمود. در اینجا خواص مواد برای بسیاری از مواد پیزوالکتریک محبوب در دسترس هستند. برای مثال ماژول AC / DC را با ماژول سازه ساختاری ترکیب کنید تا از مکانیک جامد و فیزیک مغناطیسی استفاده کنید و بر اساس اصول مغناطیسی ، طیف گسترده ای از سنسورها و محرک ها را به دست آورید.

سازه های MEMS و Piezoresistivity
ماژول MEMS را می توانید برای شبیه سازی های ساختاری که مخصوص MEMS است اضافه کنید. اتصال ماژول ها و قابلیت های بیشتر  تجزیه و تحلیل پیزورسنجی ، انحراف الکترومکانیکی ناشی از نیروهای الکترواستاتیک و الکترواستراسیون را آسان می کند.

الکترومغناطیس با فرکانس بالا
ماژول مکانیک سازه را با ماژول RF ، ماژول اپتیک موج Wave Optics یا ماژول Ray Optics ترکیب کنید تا بتوانید اثرات تغییر شکل مکانیکی و تنش اعمالی بر عملکرد دستگاههای RF ، مایکروویو یا نوری را بررسی کنید.

الکترومغناطیسی با فرکانس پایین
ماژول AC / DC را با ماژول مکانیک سازه ترکیب کنید تا اثرات الکترومغناطیسی را به آنالیزهای سازه خود اضافه کنید. از جمله تغییر شکل در اثر نیروهای الکترومغناطیسی ، انبساط حرارتی از گرم شدن ژول و تماس با الکترومغناطیس می باشد.

آموزش کامسول مکانیک

ورودی ها و خروجی های مدل خود را برای یک فرایند طراحی ساده سفارشی کنید

به این فکر کنید ، که دیگر نیازی نیست که شبیه سازی را بارها و بارها تکرار کنید. با استفاده از قابلیت برنامه ساز ، که در COMSOL Multiphysics گنجانده شده است ، می توانید برنامه های شبیه سازی ای بسازید که گردش کار شبیه سازی را ساده تر می کند و این امکان را برای شما فراهم می کند که ورودی ها را محدود کنید و خروجی های مدل خود را کنترل کنید تا همکاران دیگر شما بتوانند تحلیل های خود را در زمان کمتر و آسان تر انجام دهند.

با استفاده از برنامه های شخصی سازی شده ، می توانید به راحتی یک پارامتر طراحی مانند ابعاد هندسی یا خاصیت مواد را تغییر داده و هر بار که بخواهید بدون نیاز به شبیه سازی مجدد ، آن را آزمایش کنید. شما می توانید از برنامه های کاربردی برای اجرای سریع تر تست های خود استفاده کنید یا برنامه ها را برای اعضای دیگر تیم خود به اشتراک بگذارید تا آزمایش های خود را انجام دهند ، همچنین باعث می شود زمان و منابع خود را برای سایر پروژه ها آزاد کنید.

روند ساده است:

  1. مدل مکانیک ساختاری خود را به یک رابط کاربری تخصصی تبدیل کنید
  2. با انتخاب ورودی ها و خروجی ها برای کاربران برنامه ، برنامه مورد نیاز خود را سفارشی کنید
  3. از محصولات COMSOL Server یا COMSOL Compiler to برای دسترسی سایر اعضای تیم استفاده کنید
  4. تیم خود را فعال کنید تا بدون کمک بیشتر ، تجزیه و تحلیل های طراحی خود را انجام دهند.

شما می توانید با ساختن و استفاده از برنامه های شبیه سازی ، قابلیت شبیه سازی را در تیم ، سازمان ، کلاس و یا پایگاه مشتری خود گسترش دهید.

pdf   آموزش کامل این بخش  (زبان اصلی)