comsol结构力学-应力应变仿真
今天聊聊comsol结构力学仿真部分,主要是后处理部分。
前面的几何、材料都比较简单,按照自己的需求绘制对应的图,选择相应的材料即可。物理场部分主要是施加约束条件,包括固定约束、边界载荷、指定位移等,在这些约束可以是域约束、表面边界约束、边约束、点约束,可以从图标上看出来:
为域约束,为表面边界约束,为边约束,为点约束,可按照自己的需求选择对应的约束条件。
设置好边界条件之后,进行网格划分,网格划分有N多种方式,比较常用的是以下几种:默认的是普通的三角形网格划分,其单元大小可以是标准、细化、粗化等9种类型;其次是可定制尺寸的划分,可根据个人需求确定单元大小、单元增长率,曲率因子、分辨率等;第三种是非结构化网格,长方形的四边形网络划分;第四种比较常用的映射和扫掠,在二维图形或者三维图形的某一面,可以用映射网络,生成的是规则的、没有断点的连续网络,在三维图形中,可以用扫掠网络,相当于把某一面的网络复制到其他各层;还有边界层网络,是用来研究几何体的深度,比如趋肤效应等。
接下来就是研究,应力应变的仿真主要用的是稳态研究,选择默认求解器即可,默认情况下点击计算之后会生成应力分布图,然后就可以开始做一些后处理。
1.点击结果→应力→表面,在表达式一栏,可以选择自己想看的其他参数,在本仿真中,一般会看总位移图、各个方向位移图;应变、各个方向应变张量;应力,第一二三主应力等,这些图都是从宏观角度,通过对应图例的颜色分布来大致判断相应的位移值、应力值、应变值,如果想知道确切的值,则需要下面详细的操作。当然,如果几何结构体比较复杂,想要看其中某些部分的应力应变分布图,可以通过将其余部分的几何图形隐藏来实现。
2.如果想要绘制边界线或者边界点上的应力应变曲线,在结果栏选择一维绘图组,点击右键,选择点图或线图,然后在几何图形中选择自己想要看的点或者线,y轴数据选择自己想看的应力、应变、位移等,即可绘制出对应的曲线图;想要绘制某个表面的结构力学图,也同样的道理,选择二维绘图组,选择表面或等值线等。有一点还需要注意的是,在同一个绘图组下,默认所有的点图或线图或者面图将会在同一个坐标里表示,如果想用不同的坐标下绘制图,则需要新建绘图组。以上……但是,如果想要研究的点、线、面不在边界上,无法在几何体中直接选中,那么则需要用第三点的操作。
3.如果绘制不在边界上的点、线、面的曲线,则需要在结果→数据集中做一些操作,数据集中有截点、截线、截面等的选项,如果想要研究某个点、线、面,就在对应的三维截点、截线、截面中输入待研究的点,然后再继续进行应力、应变等操作时,其数据就可以选择自己所创建的数据集,然后分析对应的部分。当然目前的三维截面只能是平行于坐标轴的面,斜截面目前不太清楚怎么产生,不过就目前的研究而言,差不多够用了。
4.以上操作都是产生了对应的曲线、云图等,如果想要准确的值,则需要用结果→派生值的操作,如,想要知道某一点各个方向的应变张量,右键单击派生值,选择点运算,数据集选择对应点比如三维截点1,表达式选择应变张量XX分量,以及其他应变张量等,点击计算就可以在表格中显示对应的值,这些数据也可以导出。同样的道理,如果我想要用某个面、某个体的应变均值来表征待测物在应变片覆盖处的应变值,也可以右键派生值,选择体平均值或面平均值,数据集选择该面、该体,表达式选择应变,即可计算出对应的值在表格中。
暂时就这些吧,有时间再继续更……
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