用comsol模拟路基重力荷载下的应力场分布
comsol声学应力场
comsol声学应力场COMSOL Multiphysics® 软件 6.0 版本新增了一项功能，可以方便地对涉及使用压电器件的应用进行建模。
软件内置的压电波，时域显式接口将现有的间断伽辽金方法（dG 或 dG-FEM）从应用于流体和线弹性材料中的声学扩展到压电介质。
对于模拟传播距离相对于波长较远的声波的产生和接收，这是一种高效的可选方案。
像对超声成像、无损检测 (NDT)、流量计和叉指型声表面波器件等应用进行仿真，均可以使用这项功能COMSOL模拟。
接下来，我们来详细了解这项功能。
压电波，时域显式接口压电波，时域显式多物理场接口位于声学 > 弹性波分支下，可用于二维、二维轴对称和三维分析。
如何从添加物理场向导访问新接口。
使用此接口可以对正、逆压电效应进行建模，并使用应变-电荷或应力-电荷形式来表示压电耦合。
因此，当压电设备用作发射器、接收器或同时用作两者时，此接口适用于大型瞬态声学问题。
该多物理场接口将弹性波，时域显式接口和静电接口使用新的压电效应，时域显式多物理场耦合结合了起来。
弹性波部分使用高阶间断伽辽金公式实现，并使用时域显式求解器求解；静电问题通过使用有限元法（FEM）实现的代数方程系统在每个时间步长求解。
这使得我们可以用显式时间步长方法来求解完全耦合问题，并且只有静电方程是用使用基于矩阵的方法来求解的。
总的来说，这构成了一种高效内存的方法，也很适合在集群上进行分布式计算。
压电波，时域显式接口的用户界面，此处显示的是角钢梁无损检测教程模型。
添加压电波，时域显式多物理场接口时，每个物理场都包含两个材料模型，用于解释不同材料中的本构关系。
弹性波，时域显式物理场包含一个用于线弹性材料的弹性波，时域显式模型材料节点和一个专用于压电域的压电材料节点。
在两种材料模型中都可以添加瑞利阻尼，以包括机械损失。
同时，静电物理场接口包含用于常规介电材料的电荷守恒材料节点和用于压电域的电荷守恒，压电节点。
comsol仿真结果报告
Secondary Current Distribution
选择
几何实体层次
域
选择
域1–3
Equations
Settings
Description
Value
电解质电位
线性
计算边界通量
开
应用平滑到边界通量
开
电势
线性
计算边界通量
开
应用平滑到边界通量
2
材料框架
域1–3
2.4.2Insulation 1
Insulation 1
选择
几何实体层次
边界
选择
边界1–2, 4–7, 13–16
方程
形函数
名称
形函数
单位
描述
形函数框架
选择
phil
Lagrange (线性)
V
电解质电位
材料框架
没有边界
phis
Lagrange (线性)
V
电势
材料框架
没有边界
2.4.3Initial Values 1
2Component 1
作者
COMSOL
日期
Oct 21, 2015 1:04:39 PM
组件设定
单位系统
SI
几何形参阶次
automatic
2.1定义
2.1.1坐标系
Boundary System 1
坐标系类型
边界坐标系
标记
sys1
坐标名称
第一轴
第二轴
第三轴
t1
n
to
2.2Geometry 1
Geometry 1
comsol软件文档资料集锦(十一)
8.基于COMSOL Multiphysics的高压SF_6断路器电弧与气流相互作用研.zip 在大量阅读国内外参考文献的基础上，归纳总结国内外高压SF6断路器灭弧室 气流场以及电弧模型研究现状，参考压气式SF6断路器熄弧原理，应用二维电 弧动态能量源的物理数学模型。创新性地将基于有限元方法的多物理场耦合 分析软件COMSOL Multiphysics平台应用于高压SF6断路器的灭弧室流场仿真 。建立252kV压气式高压SF6断路器灭弧室几何模型，结合多物理场耦合特点 ，对灭弧室内的电场以及流场各参数进行数值仿真分析。
及直接耦合型的带通滤波器和侧边耦合型的带阻滤波器。分析
讨论了基于二维正方晶格光子晶体三端口通道下路滤波器结构和多通道下路 滤波器,具有良好的滤波效果,对二维光子晶体在光通信领域的应用具有一定 的参考价值。本文还介绍了全息制作光子晶体的理论与制作实验,该制作方式 基于多光束干涉原理,让感光材料在全息干涉图样中曝光,使光与物质发生作 用,然后经显影、定影,就可以形成介质折射率在空间上周期性变化的有序微 结构。这种方法特别适合制作光波范围内的光子晶体。
更新时间：2014-12-11
以下是小编整理的一些有关comsol软件文档资料集锦(十一)以及相关文档
的简介，其中包括了一些软件相关的教程、以及相关的应用仿真离子体辅助制备纳米材料理论模拟研究.zip
基于等离子体设备，利用数值模拟讨论了低气压的气相沉积SiC量子点的生长 特性；采用COMSOL探讨了大气压微等离子体在水溶液中的放电特性。
2.交通荷载引起的高速公路低路堤永久性沉降研究
基于典型的低路堤路基路面体系设计,利用数值仿真软件COMSOL Multiphysics,分析了不同工况下的低路堤路基的沉降和孔压变化。计算结果
基于COMSOL的滑轮应力分析
洛阳理工学院学报（自然科学版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｏｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｖ０ｌ＿２８ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２０１８
基 于 ＣＯＭ ＳＯＬ 的 滑 轮 应 力 分 析
１ 理论分析
以带传动为例 ，滑轮在传动过程中动力轮的受力情况如图 １所示。图 １中 Ｆ 为传动带载荷侧 ，Ｆ 为 松 弛侧 上 的载荷 ，口为传 动带 和滑 轮之 问 的接 触 角 ，∞为 滑轮 转 动 角速 度 ，Ｒ为 滑 轮半 径 ，０为滑 轮 用 来 计算 力 的旋 转角 。
图 １ 动力滑轮 （右侧 ）和传动带
Ｄ０Ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—５０４３．２０１８．０３．００８
中图分 类号 ：Ｕ４４８．２２
文献标识码 Βιβλιοθήκη Ａ 文章编号 ：１６７４—５０４３（２０１８）０３—００４１—０５
滑 轮是 广泛 应用 于各 种机 械 中的 重 要零 件 ，在 矿 山机 械 、起 重 运 输 机 械 、建 筑 机 械 、车 间行 车 等 使 用钢丝绳的设备 中均起着重要的作用ｕ Ｊ。滑轮要承受从 ｋｇ级到 ｔ级的载荷 、摩擦和磨损 （与钢绳 间发生 滑 动 ）、旋转 、户外 环 境 的考 验 ，滑 轮 承 受 载 荷 能 力 、稳 定 性 和 强 度 直 接 影 响 着 结 构 的 可 靠 性 和 安 全 性 】。本 文根 据 Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ屈 服 准则 ，利 用 Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ等效 应 力 来衡 量 滑 轮 应力 水 平 ，实 现 了滑轮 应 力 计 算分析过程 的简化。通过在边界坐标系来施加边界载荷的方法 ，对 滑轮工作时 的应 力情况进行 了参数化 研究 。并利 用多 物理 场仿 真软 件 ＣＯＭＳＯＬ的力 学模 块对 驱 动滑轮 中 的应力 分布 情况进 行 了分 析 。
COMSOL多物理场模拟软件简单入门教程
COMSOL多物理场模拟软件简单入门教程首先，打开COMSOL软件，并选择“新建模型”创建一个新的模型。
接下来，选择所需的物理场模块。
COMSOL提供了各种模块，如“传热模块”、“结构力学模块”、“电磁场模块”等。
根据具体的需求选择相应的模块。
在选择模块后，设置模型的尺寸和几何形状。
COMSOL提供了几何建模工具，可以用来绘制模型的几何形状。
用户可以通过画线、绘制曲面等方式创建模型的几何结构。
完成几何建模后，用户可以定义物理边界条件和物理特性。
例如，可以定义材料的热导率、电导率等。
对于边界条件，可以定义温度、电势等。
设置好边界条件和物理特性后，可以进行网格划分。
COMSOL软件使用有限元方法进行数值计算，需要将模型划分为小的有限元。
用户可以在COMSOL中设置网格划分的参数，如网格密度等。
划分好网格后，可以设置求解器和求解参数。
COMSOL提供了多个求解器，用户可以根据实际需求选择合适的求解器。
在设置求解器参数时，可以设置收敛准则、迭代次数等。
设置好求解器和求解参数后，可以进行模型求解。
COMSOL会根据用户设置的物理特性、边界条件以及网格划分，自动进行模型的求解。
求解过程可能会花费一些时间，取决于模型的复杂程度和计算机性能。
求解完成后，可以对结果进行后处理和分析。
COMSOL提供了丰富的后处理工具，可以对模型的结果进行可视化、统计分析等。
用户可以根据需要选择不同的后处理工具进行分析。
除了上述基本的模拟流程外，COMSOL还提供了许多高级功能和工具，如参数扫描、优化设计等。
用户可以根据具体需求深入学习和应用这些功能和工具。
总结：通过上述简单入门教程，我们可以了解COMSOL多物理场模拟软件的基本流程和功能。
COMSOL的使用需要一定的学习和实践，但一旦熟悉掌握，它将成为解决各种多物理场问题的强大工具。
COMSOL软件介绍与应用
多孔介质传热传质报告题目姓名：学号：完成日期：COMSOL软件介绍与应用一、COMSOL Multiphysics软件介绍1.1 COMSOL Multiphysics软件简介COMSOL Multiphysics 是一款大型的高级数值仿真软件，由瑞典COMSOL 公司开发，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”，适用于模拟科学和工程领域的各种物理过程，COMSOL Multiphysics以高效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能力实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真，在全球领先的数值仿真领域里得到广泛的应用。
COMSOL Multiphysics 起源于MATLAB 的PDE Toolbox，最初命名为PDE Toolbox 1.0。
后来改名为Femlab 1.0（FEM 为有限元，LAB 为实验室），这个名字也一直沿用到Femlab 3.1。
从2003年3.2a 版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。
在全球各著名高校，COMSOL Multiphysics 已经成为教授有限元方法以及多物理场耦合分析的标准工具，在全球500 强企业中，COMSOL Multiphysics 被视作提升核心竞争力，增强创新能力，加速研发的重要工具。
2006 年COMSOL Multiphysics 再次被NASA 技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”，NASA 技术杂志主编点评到，“当选为NASA 科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者，表明COMSOL Multiphysics 是对工程领域最有价值和意义的产品”。
COMSOL Multiphysics 软件设计理念独特，她抛弃了传统意义上的单元（库）的概念，抛弃了网格划分时单个单元刚度矩阵的概念，将多个偏微分方程（组）直接组装成一个总的刚度矩阵。
这样出现的结果即是，不管求解多少个物理场，我们只需选择对应的偏微分方程进行任意组合，软件自动联立求解，实现任意多物理场、直接、双向实时耦合。
COMSOL重力荷载下路基变形简单模拟生成报告(仅供参考)分析
hardFcn
Interpolation
hardFcn
Mohr-Coulomb 准则 设定
Description
Value
内聚力
10000000
内摩擦角
0.87
膨胀角
0.87
线性粘弹性材料 设定
Description
Value
剪切模量
50000
体积模量
50000
1.4.2Material 1.2
Value
剪切模量
20000
体积模量
20000
1.5固体力学
固体力学
选择
几何实体层次
域
选择
域 1–5
Equations
Settings
Description
Value
位移场
二次
计算边界通量
关
使用分裂复数变量时的值类型
复数
二维近似
平面应变
厚度
1
结构瞬态行为
包含惯性项
力矩计算参考点，x 分量
0
力矩计算参考点，y 分量
0
力矩计算参考点，z 分量
0
完美匹配层的典型波速
solid.cp
使用的模块
COMSOL Multiphysics
Acoustics Module
Geomechanics Module
变量
名称
表达式
单位
描述
选择
solid.nX
nX
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
法矢，X 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.nY
nY
1
法矢，Y 分量
路径
comsol仿真实验报告
comsol仿真实验报告一、实验目的本次实验旨在通过使用 COMSOL Multiphysics 软件对特定的物理现象或工程问题进行仿真分析，深入理解相关理论知识，并获取直观、准确的结果，为实际应用提供有效的参考和指导。
二、实验原理COMSOL Multiphysics 是一款基于有限元方法的多物理场仿真软件，它能够将多个物理场（如电场、磁场、热场、流体场等）耦合在一个模型中进行求解。
其基本原理是将连续的求解区域离散化为有限个单元，通过对每个单元上的偏微分方程进行近似求解，最终得到整个区域的数值解。
在本次实验中，我们所涉及的物理场及相关方程如下：（一）热传递热传递主要有三种方式：热传导、热对流和热辐射。
热传导遵循傅里叶定律：＄q ＝k\nabla T$，其中＄q$ 为热流密度，＄k$ 为热导率，＄＼nabla T$ 为温度梯度。
热对流通过牛顿冷却定律描述：＄q ＝ h(T T_{amb}）＄，其中＄h$ 为对流换热系数，＄T$ 为物体表面温度，＄T_{amb}＄为环境温度。
（二）流体流动对于不可压缩流体，其运动遵循纳维斯托克斯方程：＄＼rho(＼frac{＼partial ＼vec{u}｝｛＼partial t} ＋（＼vec{u}＼cdot\nabla)＼vec{u}）＝＼nabla p ＋＼mu\nabla^2\vec{u} ＋＼vec{f}＄其中＄＼rho$ 为流体密度，＄＼vec{u}＄为流体速度，＄p$ 为压力，＄＼mu$ 为动力粘度，＄＼vec{f}＄为体积力。
（三）电磁场麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程：＄＼nabla\cdot\vec{D} ＝＼rho$＄＼nabla\cdot\vec{B} ＝ 0$＄＼nabla\times\vec{E} ＝＼frac{＼partial ＼vec{B}｝｛＼partial t}＄＄＼nabla\times\vec{H} ＝＼vec{J} ＋＼frac{＼partial ＼vec{D}｝｛＼partial t}＄其中＄＼vec{D}＄为电位移矢量，＄＼vec{B}＄为磁感应强度，＄＼vec{E}＄为电场强度，＄＼vec{H}＄为磁场强度，＄＼rho$ 为电荷密度，＄＼vec{J}＄为电流密度。
COMSOL重力荷载下路基变形简单模拟生成报告(仅供参考)
20160831调试模型目录1. 全局 (2)1.1. 定义 (2)2. 组件 1 (3)2.1. 定义 (3)2.2. 几何 1 (4)2.3. 材料 (5)2.4. 固体力学 (11)2.5. 网格 1 (56)3. 研究 1 (58)3.1. 稳态 (58)3.2. 求解器配置 (58)4. 结果 (60)4.1. 数据集 (60)4.2. 绘图组 (61)1全局全局设定使用的模块1.1定义1.1.1参数 1 1.1.2函数内插 1内插 1组件 1 组件设定1.2定义1.2.1坐标系边界坐标系 1设定设定1.3几何 1几何 1单位几何统计1.3.1导入 1 (imp1) 结果实体的选择1.4材料1.4.1Material 1Material 1选择材料参数Basic 设定弹塑性材料模型设定hardFcnMohr-Coulomb 准则设定线性粘弹性材料设定1.4.2Material 1.2Material 1.2选择材料参数Basic 设定弹塑性材料模型设定hardFcnMohr-Coulomb 准则设定线性粘弹性材料设定1.4.3Material 1.2.2Material 1.2.2选择材料参数Basic 设定弹塑性材料模型设定hardFcn线性粘弹性材料设定1.5固体力学固体力学选择Equations使用的模块变量形函数1.5.1 线弹性材料 1线弹性材料 1选择方程设定使用的模块来自材料的属性变量形函数弱表达式塑性 1塑性 1 选择方程设定使用的模块来自材料的属性变量1.5.2自由 1自由 1选择使用的模块。
基于COMSOL Multiphysics的重力坝渗流场与应力场耦合分析
ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｅ ｉｔ ｗ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ ｗ ｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ｈ ｏ ｗ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ （ １ ）ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ —
使 坝 体 浸 润 线位 置 稍微 偏 低 ，渗 流场 等 势 线偏 向下 游 ，坝 基 扬 压 力 变大 ；（ ３ ） 耦 合 作 用使 坝 体 总体 应 力 增 加 ，坝体 上 游拉 应 力与 下 游 压 应 力增 大 ，坝 踵 处 的应 力 集 中加 剧 。研 究 成 果 对 混凝 土 重 力 坝 设 计 具 有参 考 价 值 。 关 键词 ：重力 坝 ； 自由面 ；渗流 场 ；应 力 场 ；耦 合模 型
摘
要 ：借 助 Ｃ Ｏ ＭＳ Ｏ Ｌ Ｍｕ ｈ ｉ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ 软件 强 大建模 与 计 算 功 能 ，建 立 混凝 土 重 力 坝 断 面 二 维 渗 流 场
与 应 力场耦 合 模 型 ，选择 结构 力 学模 块 和 描 述 流 体 流动 的 Ｒ ｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｄ ｓ 方 程 模 块 ，利 用 出渗 面 混 合 边
Ｃ Ｏ Ｍ ＳＯ Ｌ Ｍ ｕｌ ｔ ｉ ｐｈ ｙ ｓ ｉ ｔ ｓ － ｂａ ｓ ｅ ｄ ｃ ｏ ｕｐ ｌ ｅ ｄ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｓ ｅ ｅ ｐ ａｇ ｅ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ａ ｎｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｏ ｆ ｇｒ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｄａ ｍ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂ ｙ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｆ ｒ ｕ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ＣＯＭＳ ＯＬ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ，ａ ２一Ｄ ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ
COMSOL重力荷载下路基变形简单模拟 生成报告(仅供参考)
几何 1
单位
长度单位
m
角度单位
deg
几何统计
属性
值
空间维度
2
域数
5
边界数
19
端点数
15
1.3.1导入1 (imp1)
结果实体的选择
名称
值
几何导入
COMSOL Multiphysics 文件
文件名
H:\王立鹏 路基承载力计算\2016年6月模型构建\几何模型.mphbin
1.4材料
1.4.1Material 1
m
位移场，X 分量
材料框架
域 1–5
v
Lagrange (二次)
m
位移场，Y 分量
材料框架
域 1–5
1.5.1线弹性材料1
线弹性材料 1
选择
几何实体层次
域
选择
域 1–5
方程
设定
描述
值
固体模型
各向同性
强制线性应变
关
几乎不可压缩材料
关
指定
杨氏模量和泊松比
计算耗散能
关
杨氏模量
来自材料
泊松比
来自材料
弹性矩阵
hardFcn
Mohr-Coulomb 准则 设定
Description
Value
内聚力
10000000
内摩擦角
0.87
膨胀角
0.87
线性粘弹性材料 设定
Description
Value
剪切模量
50000
体积模量
50000
1.4.2Material 1.2
Material 1.2
选择
用comsol模拟路基重力荷载下的应力场分布分析
solid.nx
nx
1
法矢，x 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.ny
ny
1
法矢，y 分量
边界 4, 6, 8, 11
0
1
法矢，z 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.nx
dnx
1
法矢，x 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
250000
各向同性切线模量
运动学切线模量
硬化函数
hardFcn(epe)
Hill 系数
{0, 0, 0, 0, 0, 0}
初始拉伸和剪切屈服应力
{0, 0, 0, 0, 0, 0}
Functions
函数名称
Type
hardFcn
Interpolation
hardFcn
线性粘弹性材料 设定
Description
solid.ny
dny
1
法矢，y 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
0
1
法矢，z 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
solid.nXmesh
root.nXmesh
1
法矢（网格），X 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.nYmesh
root.nYmesh
1.1.2函数
内插
函数名称
compr
函数类型
内插
内插 1
2组件1
日期
2016-8-30 10:48:27
组件设定
单位系统
应力场演变及应力场分布研究__概述说明
应力场演变及应力场分布研究概述说明1. 引言1.1 概述应力场是指由各种力产生的物体内部的力和应变分布情况。
在工程领域中，应力场的研究对于理解和预测物体行为以及结构设计等方面具有重要意义。
应力场演变和分布研究是应力场研究中两个核心问题，主要关注应力场如何随时间发展以及在空间中的分布规律。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
引言部分给出了整篇文章的概述和背景信息。
接下来，第二部分将详细介绍应力场演变研究，包括方法论和实验设计与结果分析；第三部分将着重讨论应力场分布研究，包括数据采集与处理方法以及结果解读与讨论；第四部分将探讨应力场演变与分布之间的关联性，并介绍关联性分析方法及指标选择，并通过结果解析和影响因素探讨阐明这两者之间的相互影响关系；最后一部分则是对全文进行总结，提出主要结果并展望未来工作方向。
1.3 目的本文旨在对应力场演变和分布的研究进行系统性的梳理和总结。
通过综合分析已有研究成果，探讨应力场演变和分布之间的关系及其影响因素，从而为工程实践提供理论指导和参考依据。
同时，本文也旨在揭示应力场对物体行为和结构设计等方面的重要作用，促进该领域未来更深入、更广泛的研究。
2. 应力场演变研究2.1 概述应力场演变是指在一定时间范围内，应力分布随着不同因素的变化而发生的过程。
应力场演变研究旨在探讨各种因素对地下应力场的影响，并了解其演化规律。
通过对应力场演变的研究，可以有效预测和评估工程、地质灾害等问题。
2.2 研究方法在应力场演变研究中，常用的研究方法包括现场观测、实验模拟和数值模拟等。
现场观测是通过采集地下岩体等材料的样本，并利用物理实验或实地观测手段来获取数据。
实验模拟则是通过构建模型，在室内环境中开展试验，以模拟真实环境下的条件。
数值模拟则运用计算机技术，将复杂的物理模型转化为数学方程组，并利用数值计算方法进行求解，从而得到应力场分布情况。
2.3 实验设计与结果分析进行应力场演变研究时，需要精心设计实验，并准确收集数据。
COMSOL多物理场模拟软件-简单入门教程
自适应网格
• 稳态计算中，根据结果调整网格
模型库>Heat Transfer Module>Process and Manufacturing>continous casting
移动网格案例：电化学抛光
• 问题描述
• 电化学抛光：利用金属电化学阳极溶解原理进行修磨抛光 • 简化的2D模型由两个电极和复合电解液构成。正极有一个
反应工程实验室
Reactoin Engineering Lab
地球科学
Earth Science Module
CAPE-OPEN,
• CHEMKIN ® • JANAF • NASA
优化实验室
Optimization Lab
CAD导入
CAD Import Module
材料库
Material Library
• 矩阵分解是很耗内存的
– L和U比K具有更多的非0元素
• 如何避免分解？
– 迭代求解器：
• 不形成L和U • 精细的迭代策略 • 对每一步测试是否r=Ku-F~0（即是否左侧等于右侧）
– r 称为残差(residual)
迭代求解器和预处理器
• 为了在合理的计算时间内达到收敛，迭代求解器需要一个好的初始估 算值
• 注意：系数可能会变成更高阶算子
• COMSOL中的应用
– 系数形式
• 系数对应于常见的物理参数 (例如，扩散、对流等)
– 通式
• 很灵活和紧凑
– 弱形式
• 作为PDE的基础的PDE形式 • 积分形式提供更强大的灵活性
– 非标准化边界条件，边界方程耦合等
• Lagrange算子显式求解 • 需要推导方程，制约其应用
COMSOLMultiphysics模拟厚板应力分析
COMSOLMultiphysics模拟厚板应力分析COMSOL Multiphysics厚板应力分析中仿科技技术部中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司/doc/3f7211875.html,模型背景以下建立的模型使用实体，固体力学模式求解。
这个模型描述简化几何静态应力分析。
该模型参数源自NAFEMS测试No LE10，关于该模型的详细描述在NAFEMS77页基准模型背景中(参考文献1)。
本案例，计算应力水平并与标准报告中给定值进行比较。
参考文献. 1. Davies, G. A. O., Fenner, R. T., and Lewis,R. W., Background to Benchmarks, NAFEMS, Glasgow,1993.中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司/doc/3f7211875.html,模型几何、控制方程及边界条件面载荷预定位移两对称端面自由表面使用结构力学中的固体力学模块，由1/4模型构成，有两对称端面，上表面施加面载荷，下表面和内侧为自由表面，外侧表面施加预定位移约束。
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司/doc/3f7211875.html,中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司/doc/3f7211875.html, Variable Value Unit Description rho 7850[kg/m^3]kg/m^3Density nu 0.31Poisson's ratio E210[GPa]PaYoung's modulus模型数据COMSOL 计算得到(2, 0, 0.6)点y方向上的应力值与文献值的比较，并作出表面应力张力y方向上的值-5.38 MPa-5.338 MPaσy (在D点)NAFEMS (文献1)COMSOL多物理场结果中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司/doc/3f7211875.html,中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司/doc/3f7211875.html, 更多资源请关注中国视频教程网：/doc/3f7211875.html,中国仿真互动：/doc/3f7211875.html,中仿社区：/doc/3f7211875.html, 中仿科技公开培训：/doc/3f7211875.html,/training/中仿科技市场活动报名：/doc/3f7211875.html,/market/marketing.ht ml中仿科技资源下载中心：/doc/3f7211875.html,/down/地址: /doc/3f7211875.html, ?用户名: free@/doc/3f7211875.html, ?密码: /doc/3f7211875.html,中仿科技FTP 资源：。
COMSOL在多孔介质中的应用
三轴测试
土壤中应力及位移分布
土壤样本有效塑性应变 （红色区域表示达到塑性应变）
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
岩石裂隙发育
岩土基本性质 －试验手段
岩体损伤、裂隙发育 岩体渗流破坏
岩土本构理论研究
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
土体塑性行为和接触分析
• 深开挖模型 • 土体塑性本构
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
土体塑性行为和接触分析
• 参数化建模和参数扫略功能
深基坑开挖模型
仿 真 智 领 创 新
原位 (重力) 应力
• 有两种方法定义原位应力 • 设定初始应力(用户直接定 义初始应力状态) • 基于重力场的两步分析： – 计算线弹性模型在重力 荷载下的应力分布 – 在第二步的分析中应用 前一步计算的应力场
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
隧道工程(双洞)
T < (Tm − ∆T ) (Tm − ∆T ) ≤ T ≤ (Tm + ∆T ) T > (Tm + ∆T )
λf λu − λ f * [T − (Tm − ∆T )] λe = λ f + 2∆T λu
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
钢筋混凝土应力失效时的应力分布
仿 真 智 领 创 新
Simulating inspires innovation
COMSOL3.5结构力学模型案例01
结构力学: 结构力学模型案例结构力学模型案例通过以下两个不同情况来介绍如何进行线性静态应力分析。
• 外边界的均布水平载荷• 重力载荷这个案例来自NAFEMS 基本系列 (参考文献. 1).锥形膜末端载荷第一个案例介绍厚度为0.1mm的膜的2D平面应力。
水平载荷沿右末端平均分布，为10 MN/m (也就是应力为 100 MPa)。
在左末端，x方向位移零。
左端的中间点固定在y方向。
模型使用以下材料属性：• 材料是各向同性的。
• 杨氏模量（弹性模量）为210·103 MPa。
• 泊松比为0.3。
在COMSOL Multiphysics中建模使用平面应力模式的静态分析，这样可以直接进行应力分析。
有限元模型使用拉格朗日二次三角单元。
为了确定结果已经收敛到基准值，细化网格然后再次计算结果。
结果点（0，2）处x方向应力求解值和基准目标值61.3 MPa吻合很好。
如果采用初始化网格，COMSOL Multiphysics 计算结果为61.41 MPa。
两次连续的细化网格后计算值分别为T 61.36 MPa 和 61.35 MPa。
图8-1: 均布末端载荷下x方向的应力分布模型库路径: COMSOL_Multiphysics/Structural_Mechanics/edge_load_2d 图形用户界面建模建模导航1 在空间维度下拉框中选择2D。
2 在应用模式树下，依次选择COMSOL Multiphysics>结构力学>平面应力>静态分析。
3 点击确定。
几何建模1 在绘图菜单下，选择指定对象>线。
2 在线对话框中，在x编辑框中输入0 4 4 0 0，在y编辑框中输入 0 134 0。
3 点击确定。
4 点击主工具栏的缩放至窗口大小按钮。
5 点击绘图工具栏的强迫成实体按钮。
定义的点就是约束点，也是应力基准值点。
物理量设定边界和点条件—载荷和约束求解域设定—材料属性6 在绘图菜单下，选择指定对象>点。
路基基础底面拉应力分布的有限元分析
路基基础底面拉应力分布的有限元分析摘要：为控制路基基础底面拉应力，文中提出了在路基底部设置扩大基础的路基设计思路，并通过有限元计算，对加设基础后的路基结构进行应力分析，并基于分析结论，提出路基结构设计指导意见。
关键词：路基结构，拉应力，因素分析，结构设计，指导意见Abstract: for control of subgrade foundation underside tensile stress, is put forward in this paper based on the bottom of the subgrade set expand roadbed design ideas, and through the finite element calculation, adding the foundation of the structure of the subgrade stress analysis, based on the analysis and conclusion, puts forward the structure design of roadbed guidance.Keywords: embankment structure, stress, factor analysis, structure design, guidance0 概述桥头跳车一般都归结为台背路基填筑的沉降问题，而路基沉降包括路堤沉降和地基的沉降，实践证明，只要选择合适的台背填料并严格施工控制，台背路基本身的压缩变形可以忽略不计，就是说，台背沉降主要是由于地基沉降造成的，而地基的沉降又是由于高路堤和上部荷载的压力造成。
目前，施工过程中多采用加固地基尽可能提高地基承载力，从而减小沉降做法，但往往要耗费大量的物力财力，如果能使地基顶面的压力减小到最小，那么仅需对地基稍加处理就可以达到有效降低台背沉降的目的，不但方便了施工，而且经济效益也十分明显。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
密度
10000
弹塑性材料模型 设定
Description
Value
初始屈服应力
100000
各向同性切线模量
运动学切线模量
硬化函数
hardFcn(epe)
Hill 系数
{0, 0, 0, 0, 0, 0}
初始拉伸和剪切屈服应力
{epe, 10, 10, 10, 10, 10}
Functions
函数名称
法矢（网格），y 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
mesh
0
1
法矢（网格），z 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
solid.d
1
m
厚度
域 1–5
solid.refpntx
0
m
力矩计算参考点，x 分量
全局
solid.refpnty
0
m
力矩计算参考点，y 分量
0
力矩计算参考点，z 分量
0
完美匹配层的典型波速
solid.cp
使用的模块
COMSOL Multiphysics
Acoustics Module
Geomechanics Module
变量
名称
表达式
单位
描述
选择
solid.nX
nX
1
法矢，X 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.nY
nY
1
法矢，Y 分量
0
Pa
弹性矩阵，16 分量
域 1–5
solid.D22
solid.E*(1-solid.nu)/((1+solid.nu)*(1-2*solid.nu))
Pa
弹性矩阵，22 分量
域 1–5
solid.D23
solid.E*solid.nu/((1+solid.nu)*(1-2*solid.nu))
Pa
全局笛卡尔（空间）
2.2几何1
几何 1
单位
长度单位
m
角度单位
deg
几何统计
属性
值
空间维度
2
域数
5
边界数
19
端点数
15
2.2.1导入1 (imp1)
结果实体的选择
名称
值
几何导入
COMSOL Multiphysics 文件
文件名
H:\王立鹏 路基承载力计算\2016年6月模型构建\几何模型.mphbin
Pa
弹性矩阵，33 分量
域 1–5
solid.D34
0
Pa
弹性矩阵，34 分量
域 1–5
solid.D35
0
Pa
弹性矩阵，35 分量
域 1–5
solid.D36
0
Pa
弹性矩阵，36 分量
域 1–5
solid.D44
0.5*solid.E/(1+solid.nu)
Pa
弹性矩阵，44 分量
域 1–5
solid.D45
solid.ny
dny
1
法矢，y 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
0
1
法矢，z 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
solid.nXmesh
root.nXmesh
1
法矢（网格），X 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.nYmesh
root.nYmesh
solid.u_ttY
m/s^2
总加速度，Y 分量
域 1–5
solid.accZ
0
m/s^2
总加速度，Z 分量
域 1–5
solid.D11
solid.E*(1-solid.nu)/((1+solid.nu)*(1-2*solid.nu))
Pa
弹性矩阵，11 分量
域 1–5
solid.D12
solid.E*solid.nu/((1+solid.nu)*(1-2*solid.nu))
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
solid.nx
nx
1
法矢，x 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.ny
ny
1
法矢，y 分量
边界 4, 6, 8, 11
0
1
法矢，z 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.nx
dnx
1
法矢，x 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
1
法矢（网格），y 分量
边界 4, 6, 8, 11
mesh
0
1
法矢（网格），z 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.nxmesh
root.dnxmesh
1
法矢（网格），x分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
solid.nymesh
root.dnymesh
1
0
Pa
弹性矩阵，45 分量
域 1–5
solid.D46
0
Pa
弹性矩阵，46 分量
域 1–5
solid.D55
0.5*solid.E/(1+solid.nu)
Pa
弹性矩阵，55 分量
域 1–5
solid.D56
0
Pa
弹性矩阵，56 分量
域 1–5
solid.D66
0.5*solid.E/(1+solid.nu)
边界 4, 6, 8, 11
0
1
法矢，Z 分量
边界 4, 6, 8, 11
solid.nX
dnX
1
法矢，X 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
solid.nY
dnY
1
法矢，Y 分量
边界 1–3, 5, 7, 9–10, 12–19
0
1
法矢，Z 分量
全局
solid.refpntz
0
m
力矩计算参考点，z 分量
全局
solid.cref
solid.cp
m/s
完美匹配层的典型波速
域 1–5
xt
d(x,TIME)
m/s
网格速度，x 分量
全局
yt
d(y,TIME)
m/s
网格速度，y 分量
全局
zt
0
m/s
网格速度，z 分量
全局
形函数
名称
形函数
单位
描述
形函数框架
来自材料
泊松比
来自材料
弹性矩阵
{{0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}}
弹性矩阵，Voigt 符号
{{0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0}}
Pa
弹性矩阵，12 分量
域 1–5
solid.D13
solid.E*solid.nu/((1+solid.nu)*(1-2*solid.nu))
Pa
弹性矩阵，13 分量
域 1–5
solid.D14
0
Pa
弹性矩阵，14 分量
域 1–5
solid.D15
0
Pa
弹性矩阵，15 分量
域 1–5
solid.D16
Material 1.2
选择
几何实体层次
域
选择
域 2–4
材料参数
名称
值
单位
杨氏模量
250e6
Pa
泊松比
0.3
1
密度
2380
kg/m^3
初始屈服应力
250000
Pa
硬化函数
hardFcn(epe)
Pa
Basic 设定
Description
Value
杨氏模量
250e6
泊松比
0.3
密度
2380
弹塑性材料模型 设定
2.3材料
2.3.1Material 1
Material 1
选择
几何实体层次
域
选择
域 5
材料参数
名称
值
单位
杨氏模量
250e6
Pa
泊松比
0.3
1
密度
10000
kg/m^3
初始屈服应力
100000
Pa
硬化函数
hardFcn(epe)
Pa
Basic 设定
Description
Value
杨氏模量
250e6
泊松比
250000
各向同性切线模量
运动学切线模量
硬化函数
hardFcn(epe)
Hill 系数
{0, 0, 0, 0, 0, 0}
初始拉伸和剪切屈服应力
{0, 0, 0, 0, 0, 0}
Functions
函数名称
Type
hardFcn
Interpolation