基于comsol的悬臂梁形变实验报告

基于comsol4.2的悬臂梁形变仿真

参考文献：Becker,A.A.,Background to Finite Element Analysis of Geometric Non-linearity Benchmarks,NAFEMS,Ref: -R0065,Glasgow.

一、创建工程

1、选择空间维度：二维。如图一

图一

2、增加物理场：结构力学—>固体力学（solid）。如图二

图二

3、选择求解类型：稳态。如图三

图三

4、点击“完成”，按钮位于“模型向导”栏右上角的符号。

二、创建几何模型

1、单击“几何”，将“长度单位”改为um。如图四

图四

2、右键“几何”，选择“矩形”，设置矩形参数如图五，并单击设定栏右上角的“创建选定”，生成图形。

图五

三、设定材料参数

右键“材料”，选择“材料”，几何是实体选择如图六。在材料目录中添加材料的杨氏模量、泊松比、密度，具体参数如图七。

图六

图七

四、设置边界约束

1、单击“固体力学”，在厚度中输入“10e-6”，如图八。

图八

2、右键“固体力学”，选择“固定约束”，添加边界选择：1，如图九。

图九

3、右键“固体力学”，选择“边界载荷”，添加边界选择：4，将力—>载荷中，X和Y方向的力分别改为：-3.844e6/0.1*load_para和-3.844e3/0.1如图十。

图十

五、划分网格

右键网格，选择“自由剖分三角形网格”，在设定栏右上角点击“创建所有”，如图十一。

图十一

六、设置求解约束

1、打开“求解”下拉菜单，右键“求解器配置”，选择“缺省求解器”，如图十二。

图十二

2、点击“稳态求解器”，将“相对容差”改为：1e-6，如图十三。

图十三

3、右键“稳态求解器”，选择“参数的”，在设定栏输入参数名称：load_para和参数值：range(0,0.01,1)，如图十四

图十四

4、右键“求解器”，选择“计算”，结果如图十五。

图十五

七、查看结果

1、右键“数据集”，选择“二维切割点”，输入点坐标（100,2.5），如图十六。

图十六

2、右键“派生值”，选择“点计算”，在数据集中选择“二维切割点1”，如图十七。

图十七

3、右键“点计算1”，选择“计算—>新表格”，在表单中会生成一个“表单1”。

4、右键“派生值”，选择“点计算”，在数据集中选择“二维切割点1”，在表达式中点击右侧的“替换表达式”符号，，选择：固体力学—>位移场—>位移场Y。

5、右键“点计算2”，选择“计算—>新表格”，在表单中会生成一个“表单2”。

6、右键“结果”，选择“一维绘图组”，点击新生成的“一维绘图组2”，在数据集中输入“二维切割点1”，在x轴标签中输入：para，在y轴标签中输入：x_displacement(um)，如图十八。

图十八

7、右键“一维绘图组2”，选择“点绘图”，在x-轴数据中选择“参数”为“表达式”，在表达式中替换为“load_para”，点击绘图，如图十九

图十九

8、右键“一维绘图组2”，选择“点绘图”，生成“点绘图2”，在y-轴数据中替换表达式，选择：固体力学—>位移场—>位移场Y，x-轴数据中选择参数项为“表达式”，在表达式中输入：load_para，如图二十。点击绘制，曲线如图二十一。

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图二十图二十一