Aggiornamenti Nonlinear Structural Materials Module Updates

Per gli utenti del Nonlinear Structural Materials Module, la versione 6.2 di COMSOL Multiphysics® introduce nuove funzionalità per la stima dei parametri, nuovi modelli di materiali per la viscoplasticità dei polimeri e un aggiornamento del modello di incrudimento cinematico che consente di gestire grandi deformazioni plastiche. Per scoprire di più sugli aggiornamenti, continuate a leggere.

Stima dei parametri

In questa versione sono state introdotte funzionalità avanzate di stima dei parametri, tra cui miglioramenti ai solutori Levenberg-Marquardt e all'ottimizzatore di punti interni (IPOPT). Queste aggiunte possono migliorare significativamente le prestazioni della stima dei parametri dei dati sperimentali, compresi i casi di carico monoassiale, biassiale e ciclico. Tre nuovi tutorial nella Application Gallery mostrano questa nuova funzionalità:

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con un nodo Global Least-Squares Objective evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un grafico 1D nella finestra Graphics.
Stima dei parametri di un materiale iperelastico di Ogden, utilizzando una combinazione di dati monoassiali, di puro taglio ed equibiassiali.

Viscoplasticità dei polimeri

Per analizzare con precisione le strutture realizzate con materiali polimerici solidi, sono stati aggiunti nuovi modelli di materiali per la viscoplasticità dei polimeri. Questi includono i modelli Bergstrom-Boyce, Bergstrom-Bischoff e il modello a rete parallela. Questa nuova struttura è in grado di gestire grandi deformazioni viscoplastiche e si basa sulla decomposizione moltiplicativa dei gradienti di deformazione. È possibile vedere queste nuove aggiunte nei seguenti tutorial:

 
Il test di punzonatura è stato progettato per valutare le proprietà meccaniche di campioni molto piccoli.

Miglioramenti alla funzione Fiber

La versione 6.2 introduce diversi miglioramenti alla funzione Fiber, tra cui:

  • Fibre comprimibili all'interno del modello di materiale iperelastico Holzapfel-Gasser-Ogden.
  • La funzione Thermal Expansion per le fibre incorporate in materiali iperelastici
  • Il modello di materiale Uniaxial data per la gestione di relazioni sforzo–deformazione non lineari per le fibre all'interno delle funzioni Linear Elastic Material e Nonlinear Elastic Material.

Questi nuovi miglioramenti sono visibili nel nuovo tutorial Tire Inflation.

Modello di protesi di valvola aortica che mostra il rinforzo in fibra.
Rinforzo con fibre in una protesi di valvola aortica.

Miglioramenti alle leghe a memoria di forma

Gli aggiornamenti per le leghe a memoria di forma includono:

  • Maggiore flessibilità nello specificare i parametri del materiale per la trasformazione di fase, consentendo l'immissione di input come sollecitazioni iniziali e finali o temperature iniziali e finali.
  • Introduzione di un nuovo grafico predefinito che mostra il diagramma di fase sollecitazione–temperatura, che illustra la transizione austenite-martensite
  • Metodo di penalità notevolmente migliorato per l'applicazione dei limiti superiori alle deformazioni di trasformazione
  • Inclusione della superficie di snervamento di Prager-Lode, che consente di modellare la deformazione anisotropa per tensione o compressione.
  • Introduzione delle funzionalità di plasticità a grande deformazione.

Questi miglioramenti sono visibili nel nuovo tutorial Uniaxial Loading of Shape Memory Alloy Using Souza-Auricchio Model.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Shape Memory Alloy evidenziato, la corrispondente finestra Settings e un grafico 1D nella finestra Graphics.
Frazione di volume della martensite in un diagramma di fase stress–temperatura per l'effetto pseudoelastico in un singolo ciclo di carico.

Modello di materiale viscoplastico per il litio

Un nuovo modello di materiale, Anand-Narayan, è stato aggiunto alla funzione Viscoplasticity. Questo modello di materiale è specifico per le proprietà del litio nelle applicazioni delle batterie.

L'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics mostra il Model Builder con il nodo Viscoplasticity evidenziato, la finestra Settings corrispondente e un grafico 1D nella finestra Graphics.
Curve di sollecitazione rispetto alla deformazione reale (a diverse temperature e velocità di deformazione) per un campione di litio ottenuto con il modello Anand-Narayan.

Nuova interfaccia multifisica Phase-Field Damage

La nuova interfaccia multifisica Phase-Field Damage combina un'interfaccia Solid Mechanics con la nuova interfaccia Phase-Field in Solids attraverso un accoppiamento multifisico bidirezionale Phase-Field Damage. La densità di energia di sollecitazione o di deformazione guida l'evoluzione del campo di fase, e il campo di fase determina il grado di danneggiamento del modello di materiale elastico.

 
Modellazione tramite phase-field dell'evoluzione del danno duttile in un provino elastoplastico a tensione costante.

Nuovi tutorial

COMSOL Multiphysics® versione 6.2 introduce diversi nuovi tutorial nel Non Linear Structural Materials Module.