切削模拟comsol

铝合金A357切削加工有限元模拟

1铝合金A357切削加工有限元模型

金属切削加工有限元模拟，是一个非常复杂的过程。这是因为实际生产中，影响加工精度、表面质量的因素很多，诸如:刀具的儿何参数、装夹条件、切削参数、切削路径等。这些因素使模拟过程中相关技术的处理具有较高的难度。本文建立的金属正交切削加工热力耦合有限元模型是基于以下的假设条件:

（1）刀具是刚体且锋利，只考虑刀具的温度传导;

（2）忽略加工过程中，由于温度变化引起的金相组织及其它的化学变化; （3）被加工对象的材料是各向同性的； （4）不考虑刀具、工件的振动；

（5）由于刀具和工件的切削厚度方向上，切削工程中层厚不变，所以按平面应变来模拟；

1.1材料模型

1.1.1A357的Johnson-Cook本构模型

材料本构模型用来描述材料的力学性质，表征材料变形过程中的动态响应。在材料微观组织结构一定的情况下，流动应力受到变形程度、变形速度、及变形温度等因素的影响非常显著。这些因素的任何变化都会引起流动应力较大的变动。因此材料本构模型一般表示为流动应力与应变、应变率、温度等变形参数之间的数学函数关系。建立材料本构模型，无论是在制定合理的加工工艺方面，还是在金属塑性变形理论的研究方面都是

COMSOL Multiphysics中2D非线性磁场有限元仿真

COMSOL Multiphysics仿真步骤

1 算例介绍

一电磁铁模型截面及几何尺寸如图1所示，铁芯为软铁，磁化曲线(B-H)曲线如图2

2

所示，励磁电流密度J=250 A/cm。现需分析磁铁内的磁场分布。

图1 电磁铁模型截面图(单位cm)

图2 铁芯磁化曲线

2 COMSOL Multiphysics仿真步骤

根据磁场计算原理，结合算例特点，在COMSOL Multiphysics中实现仿真。 (1) 设定物理场

COMSOL Multiphysics 4.0以上的版本中，在AC/DC模块下自定义有8种应用模式，分别为：静电场(es)、电流(es)、电流-壳(ecs)、磁场(mf)、磁场和电场(mef)、带电粒子追踪(cpt)、电路(cir)、磁场-无电流(mfnc)。其中，“磁场(mef)”是以磁矢势A作为因变量，可应用于：

① 已知电流分布的DC线圈； ② 电流趋于表面的高频AC线圈； ③ 任意时变电流下的电场和磁场分布；

根据所要解决的问题的特点——分析磁铁在线圈通电情况下的电磁场分布，选择2维“磁场(mf)”应用模式，稳态求解类型。 (2) 建立几何模型

根据图1

第3 4卷

第5期

隧道建设T u n n e l C o n s t r u c t i o n

Vo 1 . 3 4 No . 5 Ma y 2 01 4

2 0 1 4年 5月

盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术傅德明(上海中通轨道交通研究咨询有限公司，上海 2 0 1 1 0 3 )

摘要：城市轨道交通盾构施工中经常遇到穿越地下障碍物 (如混凝土桩、挡土结构、管渠、地下构造物等)的难题，一般采取桩基托换、拆除桩基或人工凿桩的方法进行处理，但传统处理方法具有造价高、工期长、对周边交通影响大等缺点。通过采用小直径 ( 4, 4 0 0 mm)盾构切削素混凝土、玻璃纤维混凝土及钢筋？昆凝土的模拟试验，对盾构直接切削桩基施工技术的可行性进行研究，分析了盾构刀盘的改造，获取了掘进施工参数控制资料。并通过上海轨道交通 7号线和 1 0号线工程采用盾构切削钢筋混凝土桩基的实践，证明： 1 )盾构直接切削钢筋混凝土施工是可行的； 2 )盾构始发前应对刀盘进行改造，宜在面板上增加一定数量先行刀和贝壳刀； 3 ) 盾构切削桩基过程中推进速度宜慢(小于 1 0 m m/ mi n ),盾构设定土压、推力、刀盘扭矩宜稳定； 4 )在盾构切削桩基过程中，应

1986年，COMSOL公司于在瑞典成立；

1995年，COMSOL公司第一个商品化软件起源于Matlab的PDE Toolbox（偏微分方程工具包），最初命名为PDE Toolbox 1.0，在有限元建模方面独具特色；

1999年，Littmarck博士和Saeidi先生发布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；

2004年，FEMLAB 3.0版本发布，功能得到极大加强，并摆脱了Matlab的构架；

2005年，FEMLAB正式更名为COMSOL Multiphysics，并发布了COMSOL Multiphysics 3.2版本。

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。\

2009年，COMSOL公司在第五届COMSOL全球用户大会上，发布了COMSOL Multiphysics 4.0 Beta版。在4.0版本中，COMSOL提出了全新的用户界面COMSOL

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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 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider

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声学模块 全面处理流体和固体中的声波问题 支持时谐、瞬态、特征频率、以及模态等分析 特点– 易用的振动分析 – 支持衰减材料、压电材料 – 完美匹配层概念(PML) – 远场后处理功能 – 气动声学

音箱声压级分布微穿孔版消声器中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@

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声学模块的典型应用领域

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预置应用模式 流体中的声学 –

comsol操作技巧

下面是本人在利用comsol解决实际问题时碰到的一些问题，通过上网查询，以及自己想出的方法进行解决，很多是网络是无法直接查询到，希望和大家一起分享，也许其中的某条正是你下载冥思苦想要解决的问题，希望能够帮到你。 上网查找的部分如有侵权，请告之删除，谢谢！ （一）利用comsol的计算源程序，来建立新的循环计算

如果需要利用其它计算后的数值代入到comsol进行后计算，这就不可避免的要利用comsol的源程序进行后学的连续计算，这里主要需解决在次计算利用上次计算初始值的问题，下面两段就是有无利用上次计算结果作为初始值的程序： %正常的求解 % Solve problem

fem.sol=femtime(fem, ...

'solcomp',{'T'}, ... 'outcomp',{'T'}, ... 'blocksize','auto', ... 'tlist',[colon(0,0.1,1)], ... 'estrat',1, ...

1、声压：频域声波，主要应用于固体中或流体中的声传播压力问题，例如某点声压随频率的变化等，即扫频分析。换能器性能研究例子 2、瞬态压力声学：时域声波，主要应用于固体或流体中声传播压力问题，例如某点声压随时间的变化等，即在某一频率下声压随时间变化。高斯脉冲点源的例子

3、气动声固耦合：流体中的固体声波传播，中空圆柱体的例子 4、瞬态声固耦合：瞬态声压与固体的耦合，即声在固体中的传播 5、边界模式声学：通过几何横截面的声波扩散。

6、气动声学：在频率域范围里分析流体中的声波，如在流体中有一声源点在流体中激发的声场。点源的例子。

7、瞬态气动声学：在时域范围里分析流体中的声波。 8、可压缩势流：专为无涡流流体 研究求解类型 稳态 频域 频域模式 特征频率 默认求解器 稳态 稳态 特征值、模式 特征值 物理接口（界面） 固体力学，压电设备，可压缩势流 声压, 瞬态压力声学, 固体力学, 气动声学, 瞬态气动声学, 固体力学、压电设备 声压、固体力学、压电设备 固体力学、压电设备 声压, 边界模式声学, 气动边界模式声学 瞬态压力声学, 固体力学, 瞬态声固耦合, 瞬态气动声学,可压缩势流 瞬态压力声学, 固体力学 固有频率（阻尼） 特征值 模态分析

COMSOL Multiphysics对锂离子电池的热失控模拟

仿真揭示了，放热条件可能导致热引燃。

在锂离子电池的开发过程中，安全设计与评估在预防热失控引起的着火等问题中发挥着重要的作用。我们使用模拟技术，如COMSOL Multiphysics来了解各种现象对锂离子电池的影响，评估电池的安全性。本文介绍了一种建模的方法来测试在锂电池里的化学反应放热的安全性。

―如果释放的热量比由内部和外部放热产生的热量大，电池将会是热稳定的状态。如果释放的热量少，温度就会稳步上升并导致热失控。‖

我们的模拟着眼于使用热分析来评估热失控条件。考虑了三种放热形式： 使用加热箱和加速量热仪（ARC）的外部加热 化学反应（热降解反应，燃烧等）产生的内部热量，和 热（热传导、辐射）。

如果释放的热量比由内部和外部放热产生的热量大，电池将会是热稳定的状态；如果释放的热量少，温度就会稳步上升，并将导致热失控。在加热试验的模拟中，外部热源使用加热箱供热。

图1.活性材料的热化学反应DSC测量

一种反应热模型

当模拟化学反应产生的内部热时，有几个物理现象必须考虑。首先，分离膜和电解质的热降解，这将影响电导率。其次，负极的电解质反应，涉及多种反应，不能用单一反应来描述。本研

可以用matlab来改变comsol中的变量,进行结构优化

如果说matlab在解偏微分方程时，性能不佳，那么comsol

则很好地互补上了。当然，更好的消息就是这两个软件的连接比较简单，互相调用方便。

http://www.77cn.com.cn/view/656888.htm

COMSOL公司是全球多物理场建模与仿真解决方案的提倡者和领导者，其旗舰产品COMSOL

Multiphysics，使工程师和科学家们可以通过模拟，赋予设计理念以生命。它有无与伦比的能力，使所有的物理现象可以在计算机上完美重现。COMSOL的用户利用它提高了手机的接收性能，利用它改进医疗设备的性能并提供更准确的诊断，利用它使汽车和飞机变得更加安全和节能，利用它寻找新能源，利用它探索宇宙，甚至利用它去培养下一代的科学家。

COMSOL Multiphysics起源于MATLAB的Toolbox，最初命名为Toolbox 1.0。后来改名为Femlab 1.0（FEM为有限元，LAB是取自于Matlab），这个名字也一直沿用到Femlab3.1。从2003年3.2a版本开始，正式命名为COMSOL Multiphysics。

一看这两软件这么有渊源，就知道联合仿真，有戏。具体实现步骤

COMSOL Multiphysics弱形式入门

物理问题的描述方式有三种： 1、 偏微分方程

2、 能量最小化形式 3、 弱形式

本文希望通过比较浅显的方式来讲解弱形式，使用户更有信心通过COMSOL Multiphysics的弱形式用户界面来求解更多更复杂的问题。COMSOL Multiphysics是唯一的直接使用弱形式来求解问题的软件，通过理解弱形式也能更进一步的理解有限元方法（FEM）以及了解COMSOL Multiphysics的实现方法。本文假定读者没有太多的时间去研究数学细节，但是却想将弱形式快速的应用到实际工程中去。另外，本文也会帮助理解COMSOL Multiphysics文档中常用的到一些术语和标注方法，相关理论可以参考Zienkiewicz[1]，Hughes[2]，以及Johnson [3]等。 为什么必须要理解PDE方程的弱形式？一般情况下，PDE方程都已经内置在COMSOL Multiphysics的各个模块当中，这种情况下，没有必要去了解PDE方程和及其相关的弱形式。有时候可能问题是没有办法用COMSOL Multiphysics内置模块来求解的，这个时候可以使用经典PDE模版。但是，有时候可能经典PDE模版