Aggiornamenti Multibody Dynamics Module

Per gli utenti del Multibody Dynamics Module, la versione 6.2 di COMSOL Multiphysics® introduce nuove funzionalità per la modellazione di motori e generatori elettrici, la possibilità di aggiungere vincoli radiali ai giunti planari e una nuova funzione per eseguire analisi statiche di strutture non vincolate. Scoprite questi e altri aggiornamenti qui di seguito.

Interfaccia multifisica per la modellazione dell'interazione magneto-strutturale nelle macchine rotanti

La nuova interfaccia multifisica Magnetic-Rigid Body Interaction in Rotating Machinery stabilisce l'accoppiamento necessario per studiare la meccanica strutturale e la dinamica dei corpi rigidi nei motori e generatori elettromagnetici rotanti. Combina un'interfaccia Multibody Dynamics con un'interfaccia Rotating Machinery, Magnetic attraverso il nuovo accoppiamento multifisico Magnetic Forces, Rotating Machinery. L'accoppiamento collega la fisica strutturale ed elettromagnetica a livello di dominio e aggiunge il carico su una struttura rotante rigida o deformata a causa delle sollecitazioni di Maxwell. Questa funzionalità può essere utilizzata per calcolare come le deformazioni e le sollecitazioni originate dalle forze del traferro sono distribuite sia nello statore che nel rotore di un motore elettrico. (Esempi di questa applicazione sono i cuscinetti magnetici e i rotori sbilanciati). È possibile visualizzare questa interfaccia nel nuovo tutorial Magnetic-Structure Interaction in a Permanent Magnet Motor. Questa funzione richiede l'AC/DC Module.

 
Animazione di un motore a magneti permanenti, che mostra la densità di flusso magnetico e lo spostamento del rotore.

Vincoli radiali nelle giunzioni planari

Per i giunti planari, la funzione Constraints include una nuova opzione per aggiungere vincoli radiali, in cui è possibile impostare il centro e il raggio del cerchio di vincolo. Con questa opzione, si applica un vincolo radiale al movimento planare di un corpo, simile all'inserimento di un cerchio di arresto immaginario che limita il movimento del corpo alla direzione radiale.

 
Animazione di un disco anulare con distribuzione di massa non uniforme, che scivola su una superficie inclinata. Utilizzando i vincoli radiali, è possibile modellare l'effetto di una parete limite senza testarla fisicamente.

Analisi Inertia Relief

L'analisi della rilevazione dell'inerzia è un tipo speciale di analisi statica per strutture non vincolate che vengono accelerate da carichi esterni, in cui i carichi esterni e le forze inerziali della struttura devono mantenere un equilibrio dinamico delle forze. In tutte le interfacce di Structural Mechanics è stata aggiunta la nuova funzionalità Inertia Relief. Questa funzione può essere utilizzata per automatizzare l'impostazione di una speciale sequenza di studio che calcola il campo di accelerazione, le forze d'inerzia corrispondenti e le sollecitazioni risultanti.

Un modello di aereo che mostra le deformazioni delle ali nella tabella dei colori Prism.
Deformazioni dell'ala di un aereo durante una manovra di cabrata.

Rinforzi incorporati

Quando si utilizza l'accoppiamento multifisico Embedded Reinforcement, è ora possibile incorporare elementi di un'interfaccia Wire in un dominio solido flessibile in modo che fungano da rinforzi. Inoltre, con una licenza per lo Structural Mechanics Module, è possibile inserire elementi di bordo dalle interfacce Truss o Beam ed elementi di superficie dall'interfaccia Membrane in un dominio modellato con l'interfaccia Multibody Dynamics. Questa nuova funzionalità è utile quando si modellano strutture come le trasmissioni a cinghia irrigidite da fili, ad esempio. Può essere utilizzata anche per modellare il debonding tra l'elemento incorporato e il solido circostante, dove la connessione può essere completamente rigida o flessibile.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Embedded Reinforcement evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un modello di cavo-puleggia nella finestra Graphics.
Rinforzo incorporato utilizzato per irrigidire un sistema di cavi e pulegge.

Strutture non vincolate nella modellazione del contatto

I problemi di contatto spesso comportano vincoli insufficienti fino a quando il contatto non è stato stabilito. Di conseguenza, la matrice di rigidità diventa singolare. Per ovviare a questa difficoltà intrinseca è stata aggiunta la nuova funzione Stabilization.

Metà di un modello di connessione a tubo che mostra la pressione di contatto nella tabella dei colori Rainbow.
Pressione di contatto in una connessione tubolare imbullonata.

Spostamento limitato

Alle interfacce Solid Mechanics, Multibody Dynamics, Shell, Layered Shell e Membrane è stata aggiunta la possibilità di prescrivere uno spostamento limitato (cioè la distanza massima che un punto, un bordo o un contorno può percorrere in una certa direzione). Questa funzionalità può essere vista come una versione semplificata dell'analisi del contatto, in cui non è necessario un secondo oggetto per fermare il movimento. Nelle versioni precedenti, questa funzionalità era disponibile solo nelle interfacce di tipo edge, come Beam o Truss, e quindi era applicabile solo agli edge o ai punti.

 
Una guida di allineamento del tubo che limita lo spostamento radiale del tubo. Viene utilizzata una condizione al contorno Displacement Constraint con l'opzione Limited anziché un'analisi di contatto completa. La guida di allineamento, qui rappresentata da un anello, visualizza i limiti di spostamento, ma non fa parte del modello.

Nuovi tutorial

La versione 6.2 di COMSOL Multiphysics® introduce due nuovi tutorial nel Multibody Dynamics Module.