Points forts de COMSOL Multiphysics^® 6.1

Nouveautés du module Multibody Dynamics

Pour les utilisateurs du module Multibody Dynamics, la version 6.1 de COMSOL Multiphysics^® apporte des améliorations de la modélisation des contacts, une interface pour l'analyse des fils et des câbles ainsi qu'une nouvelle méthode pour imposer la continuité entre les frontières dans les assemblages. Découvrez ces nouveautés et bien plus encore ci-dessous.

Améliorations de la modélisation des contacts

Plusieurs ajouts et améliorations ont été apportés à la fonctionnalité de modélisation des contacts, améliorant à la fois les performances et les capacités.

• Un nouvel algorithme de recherche de contact, plus rapide, a été mis en œuvre. Il est particulièrement avantageux pour les modèles 3D de grande taille.
• La méthode de Nitsche, une nouvelle méthode pour formuler les équations de contact, a été ajoutée. Il s'agit d'une méthode robuste qui n'ajoute pas de degrés de liberté supplémentaires.
• De nouvelles formulations plus stables des équations de contact ont été ajoutées pour tous les modèles de contact.
• La prise en charge de l'autocontact a été améliorée. La formulation est désormais symétrique entre les deux côtés de la paire de contacts.

Animation d'une conduite élastoplastique forcée à rentrer dans un trou conique. L'autocontact se produit à plusieurs endroits.

Interface physique pour les câbles

Une nouvelle interface physique, Câble, a été ajoutée. Elle est destinée à l'analyse des câbles ou des systèmes de fils, séparément ou en conjonction avec d'autres types de structures. Les câbles peuvent être précontraints ou fléchir sous leur propre poids. Vous pouvez voir cette nouvelle fonctionnalité dans les modèles suivants :

• truss_tower_buckling_guys (new)
• vibrating_string
• hanging_cable

Forces dans un réseau de câbles soumis à la gravité lorsque les points d'appui sont déplacés vers l'intérieur. Une partie du réseau s'immobilise sur une surface rigide.

Nouvelle méthode de connexion d'assemblages

Une nouvelle méthode pour imposer la continuité entre des frontières dans des assemblages a été ajoutée: la méthode de Nitsche. Cette nouvelle méthode présente deux avantages importants par rapport aux contraintes ponctuelles classiques:

1. Elle provoque significativement moins de perturbations locales de la solution lorsque les maillages des deux côtés ne sont pas conformes.
2. Puisqu'aucune contrainte n'est ajoutée, on évite l'étape d'élimination des contraintes, sensible sur le plan numérique et parfois intense sur le plan numérique.

Comparaison de la perturbation locale des contraintes lors de l'utilisation d'une contrainte classique ou de la nouvelle méthode de Nitsche pour connecter des maillages non conformes.

Améliorations en sous-structuration dynamique

Avec le module Structural Mechanics, il est désormais possible d'utiliser des éléments coque dans les analyses de sous-structuration dynamique (CMS). Il y a également plusieurs améliorations générales qui facilitent la mise en place de modèles pour les analyses de CMS.

Dans cet exemple — une étude de la dynamique d'une machine à laver — le temps d'analyse est réduit d'un facteur 2 lorsque la coque représentant l'enceinte est réduite à un composant CMS.

Excitation de la base

Il est courant que le chargement dynamique d'une structure consiste en une certaine accélération de tous ses points d'appui. C'est le cas, par exemple, lorsqu'une pièce est fixée à une table vibrante pour être testée. Ce type de chargement peut désormais être décrit plus naturellement à l'aide de la nouvelle fonctionnalité Excitation de la base.

Un exemple d'excitation de la base où une structure subit une accélération uniforme sur tous les trous des boulons. L'excitation de la base est une propriété de l'ensemble du modèle, cette fonctionnalité n'a donc pas de sélection.

Chargements indiqués par une résultante

Pour les chargements sur frontière et les ensembles de chargements ponctuels, vous pouvez désormais spécifier la force et le moment totaux par rapport à un point donné en sélectionnant l'option Résultante dans la liste Type de chargement. Cela facilite l'application des résultantes de chargements sans avoir à imposer des contraintes artificielles ou à effectuer de longs calculs des distributions de chargement réelles. Il est possible de contrôler la forme supposée de la distribution du chargement.

Un chargement en flexion spécifié par une résultante de moment est appliqué à l'extrémité d'une poutre, modélisée comme un solide 3D. La distribution réelle du chargement est représentée par des flèches.

Améliorations des Connecteurs rigides

Le Connecteur rigide est un outil important pour la modélisation abstraite, par exemple pour appliquer des chargements et connecter des objets. Ses fonctionnalités ont été améliorées à trois égards:

1. Il est désormais possible de déconnecter certains degrés de liberté, par exemple dans des directions données par un système de coordonnées locales. Grâce à cette option, il est possible de libérer des contraintes excessives et de réduire les concentrations locales de contraintes.
2. Pour les connecteurs rigides à deux points en 3D, il est possible de supprimer automatiquement la singularité potentielle de rotation.
3. Comme nouveau réglage par défaut, les degrés de liberté qui sont générés par les connecteurs rigides sont maintenant regroupés dans la séquence d'étude. Cela peut réduire considérablement le nombre de noeuds dans l'arborescence du modèle et facilite l'application d'une mise à l'échelle manuelle pour la tolérance de convergence. Le même changement s'applique également à la fonctionnalité Connexion.

Effets des degrés de liberté libérés. Le réducteur à pression interne possède un connecteur rigide à son extrémité, comme le montre la surface marron de la figure la plus à gauche. Comme le montre la figure du milieu, avec une formulation standard, l'hypothèse de rigidité maintient le rayon constant. Dans la figure la plus à droite, le déplacement radial est libéré par le connecteur rigide. Il est toujours possible d'appliquer des chargements dans n'importe quelle direction ou de se connecter à d'autres domaines.

Résultats dans les systèmes de coordonnées locales

Il est maintenant facile de définir un nombre arbitraire de systèmes de coordonnées locales en ajoutant des noeuds Résultats du système local pour l'évaluation des quantités communes de résultats. Parmi les quantités transformées, vous trouverez les contraintes, les déformations, les déplacements et les propriétés matériaux.

Déformation normale dans la direction globale x et la direction azimutale pour une géométrie à symétrie cylindrique.

Graphiques prédéfinis

Une nouvelle fonctionnalité générale pour les graphiques prédéfinis a été ajoutée. Un graphique prédéfini est similaire à un graphique par défaut, mais avec la différence importante qu'il n'est pas ajouté au Constructeur de Modèles tant que l'utilisateur ne l'a pas sélectionné. Cela présente trois avantages:

1. Le nombre de graphiques par défaut qui sont générés pour chaque étude a été considérablement réduit.
2. Plusieurs nouveaux graphiques utiles sont disponibles à partir du menu Ajouter un graphique prédéfini, en plus des graphiques par défaut des versions précédentes.
3. Les graphiques de résultats pour les étapes intermédiaires des études - par exemple, l'étape de chargement dans une analyse dynamique de précontrainte - sont disponibles directement.

La fenêtre Ajouter un graphique prédéfini pour l'un des modèles des Bibliothèques d'applications.