① comsol快速入門教程
我曾經大三的專業課老師要求全班學習COMSOL!
我自己參照官網的教程,寫了個比較通俗易懂的入門教程,字多圖多慎看(大三的時候寫的)。
教你一步一步做出第一個項目。(其實COMSOL本身不難,主要是其中涉及的物理建模和數理方程的知識是不可或缺的)
扳手受力分析
我們平常用的扳手:如下圖:
我們可以通過對它進行模擬分析,熟悉一下comsol的基本操作流程;(這是個簡單的力學模擬,不涉及耦合場的模擬,當然,comsol最強大的功能是耦合場模擬,這個我們不急,先看完這個了解一下,具體的耦合場的例子推薦大家去看官方的help文檔example2,這個例子也是上面的,相比官方來說,我的首先是中文比較好懂一點,然後解釋比較直白通俗)
當然你也可能有些地方不懂,第一是有限元不太知道,第二就是數理方程邊界條件不太知道,第三就是我沒說明白!!!
本人也是個新手,剛看過三國,就學關公耍大刀了,大家將就著看吧,肯定會有差錯,敬請原諒敬請原諒。。。。。
第一部分:
選擇基本的研究領域,顯然,我們這里研究的是結構力學模塊中的固體力學,然後它跟時間無關,所以是穩態的研究。模型當然是選擇3D的了。具體步驟有截圖:
完成這四步以後,我們就可以進入comsol 的主界面了!
Ps:這里稍微介紹一下,為什麼我們一開始要選擇不同的模塊和領域,什麼力學,電磁學,光學什麼的,在於不同模塊所需要的偏微分方程和邊界條件都是不一樣的(請回憶數學物理方程里的三個基本方程和相關的定界問題),comsol為我們預設了不同的微分方程所以我們不需要自己設(當然你可以選擇自己設),只要點擊相應的模塊就行了。這是comsol的一大優勢。
第二部分:
下面我們就開始設置相關的條件了。
首先我們要有一個模型,我們研究的是一個扳手,所以我們要有一個扳手的模型,可以自己繪制,這個扳手模型的繪制應該是比較復雜的,只用comsol基本功能可能比較難,可以用CAD軟體區繪制,comsol支持CAD文件的導入。
上面扯了一大堆,對於我們來說,第一次就用comsol裡面自帶的幾何模型庫吧,正好裡面有。我們可以選擇導入,具體步驟如下:
上面那個默認的目錄是:C:\Program Files\COMSOL\COMSOL44\models\COMSOL_Multiphysics\
Structural_Mechanics\wrench.mphbin
大家根據自己的安裝情況不同可以找到它。
這時候,我們就把扳手的模型導入了,大家可以去隨便點一點
這一排的按鈕,看一看它們的作用是什麼,可以隨便點的,點不壞的,不用怕,我就不一一介紹了
下面我們就進行下一步了
模型選定了,接下來我們根據
它上面從上到下的順序,選擇材料屬性
我們知道不同的材料的楊氏模量,泊松比是不一樣的,所以要確定材料(具體請腦補朝玉大師的彈性力學與張亮分析)
大家可能會找不到它,它是在built-in裡面的,需要先打開built-in再找。
然後就設置好材料了,大家可以看一看它的具體的數據
下面我們就進行第三步了,模型有了,材料也搞好了,開始設置邊界條件吧!(最關鍵的一步)
微分方程之前我們選模塊的時候就選好了,要解微分方程就看邊界條件和初始條件了,這里跟時間無關(此處腦補操老師的數理方程)
扳手的受力,顯然我們按住扳手的尾端,也就是在扳手的尾端施加力,扳手的前端是固定的
很明顯,扳手的前端是固定端,添加固定邊界條件
尾端要加上載荷(這里有問題請參考數理方程)
首先選擇固定邊界條件
加在扳手的前端上,變成藍色說明已經被選定,這一步只要在扳手前端找到如圖所示,點擊滑鼠就行了
以上兩步,說明我們給扳手前端加了固定邊界條件。
下面一步給扳手加上載荷:
跟上一步一樣,左鍵選擇添加邊界載荷:
然後我們選定載荷作用的這一部分:
選好之後,我們看左邊的欄目,添加相應的載荷屬性(也就是力的方向和大小)
先選擇total force,在寫上力就行了,我寫的是150,大家可以隨便大小,但不要太大(太大,扳手承受不了就。。。。)
這里為什麼有負號,因為壓扳手的力是朝z軸負方向的。。。。。
到此就全部設置好了!
下面就進行網格化吧(這是有限元方法的基本步驟,不懂的請稍微看看有限元)
當然,目前也不需要你懂什麼,稍微點兩下就行了
再點
就行了,。。網格化完畢
這里我們用的是系統自動網格化,我們也可以選擇人工的,人工的就要我們自己設置網格的大小,密度什麼的。。。。
網格化完了,你的扳手就會變成這樣:
全部設置都結束了
最後只要輕輕點一下計算就行了
如果你的電腦運行內存小於4g,那很不幸,你可能算不出來,要進行一些額外的步驟(現在4g以下的筆記本應該不多了,如果你是,就來問我吧)
如果你的內存小於4g的話,就請看下面:
沒關系,可以用硬碟內存代替運行內存,多幾個簡單的步驟:
首先,你就不要點計算了,先進行以下步驟
右擊
,選擇
,然後展開
,變成下面這個樣子:
展開
,並點擊
在右邊的設置窗口設置:
跟這個圖上設置的一樣吧
這個設置確保如果你的電腦運行低內存中計算,解算器將開始使用硬碟作為補充RAM。允許解算器使用硬碟而不是內存計算慢下來。
到此你就設置完了,可以像之前一樣,右鍵
,點擊計算就行了。
你的內存大於4g就不用管,等它算完吧,可能要一些時間,一兩分鍾。。。
成功算完之後,你會看到:
是不是很神奇,整個扳手每個地方的受力都顯示出來了(如果你的力不是150的話,可能情況跟我不一樣。。。。。)
你看到的黑線的部分是扳手形變之前的位置,也就是初始位置。。。。
接下來,你可以稍微設置一下,就可以看到扳手的形變情況或者是受壓力的情況。。。。(如果你的力不是150的話,可能情況跟我不一樣。。。。。)
後面我就貼步驟,具體不啰嗦了,你基本也知道基本的流程了
這個扳手的建模我實際上是省略的全局定義的那一部分,這一部分在大型的建模過程中是排在第一步的,也就是設定參數,設定變數,設定函數什麼的,比如我們就可以事先設定一個參數F來代表載荷,在填載荷的時候就可以直接寫F不用寫具體數值。。。。。但是我們這個小模型很顯然就沒必要了。。。。大家先有一個意識
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② comsol如何獲取一條線上的壓力數據
結果節點下面的第一個子節點是數據集,右鍵數據集(研究1的解)看到二維截線節點,添加此節點,在設定窗口中定位截線的位置。然後右擊結果總節點,建立一維繪圖組,右擊並添加線圖,數據集選擇剛才建立的二維截線1,表達式填入p,即可畫出線上的壓力。
③ 如何用comsol測試材料的力學性能
材料的力學性能是指材料在不同環境(溫度、濕度、介質)下,承受各種外載入荷(拉伸、壓縮、彎曲、扭轉、沖擊、交變應力等)時所表現出的力學特徵。影響材料力學性能的因素有很多,有聚合物結構的影響,如聚合物種類,分子量及其分布,是否結晶等;有成型加工的影響,如成型加工的方式及加工條件導致結晶度、取向度的變化,試樣的缺陷等;有測試條件的影響,如測試溫度,濕度,速率等,它們會導致試驗的重復性差等缺陷,所以力學性能的測試有嚴格的標准,樣品放入尺寸、形狀均有統一規定。檢測項目※拉伸強度※伸長率※彎曲強度※彎曲模量※邵氏硬度萬能材料試驗機‧荷重元精度:80N-20kN線性±0.5%‧測試速度:0.001-500mm/min‧延伸計夾距:10~100mm‧最大行程:100mm參考標准:ASTMD792-13ISO1183:2004(E)用戶指定ASTMD638-10ISO527-1:1993/Amd.1:2005(E)用戶指定ASTMD790-10ISO178:2010/Amd用戶指定ASTMD256-10ISO180:2000/Amd用戶指定參考資料:/testservice/show/129.aspx
④ comsol計算後結果中的壓力一欄的面上箭頭的方向是指的什麼方向整體模型的顏色變化代表著什麼意思
計算後結果中的壓力依然的面上,箭頭的方向指的是東北方整體模型不會發生改變。
⑤ 求教comsol結構力學擠壓形變問題。主要是不知道擠壓作用面應該如何設定接觸和摩擦才能反應真實狀態。
底面不要設置3個方向上的約束,只設置豎向約束。
這樣底面就可以在水平方向上自由變形,可大可小
⑥ comsol固體力學介紹
comsol固體力學的知識點比較多,不同的場景建立的模型也不一樣,從構建到模擬計算,需要得到硬體的支持,如果你的電腦配置跟不上,計算就會跑不動,我剛開始就遇到這種問題,後面用北鯤雲超算來跑作業,計算時間從幾天變成幾個小時就跑完了。
⑦ COMSOL結構力學中,如何對一個圓形截面施加液壓(hydrostatic pressure)
結構力學中 不想什麼材料 。方法有很多額。
說個通俗點的
你就把你的腰當圓柱體,皮帶那塊就是橫截面 。勒緊皮帶。。。。
在比如你這 一捆東西捆在一起 拿根橡皮筋往裡面加壓是水平的 。
如果換成螺旋型的。就像綁絲帶一樣 會不斷往裡面加壓