Points forts de COMSOL Multiphysics^® 6.2

Des questions ? Contactez nous :
support@comsol.com

Nouveautés du module Nonlinear Structural Materials

Pour les utilisateurs du module Nonlinear Structural Materials, la version 6.2 de COMSOL Multiphysics^® apporte de nouvelles fonctionnalités pour l'estimation de paramètres, de nouvelles lois de comportement pour la viscoplasticité des polymères, et une amélioration du modèle d'écrouissage cinématique permettant la prise en compte de grandes déformations plastiques. Pour en savoir plus sur ces nouveautés, consultez la page ci-dessous.

Estimation de paramètres

Dans cette version, des améliorations ont été apportées aux fonctionnalités d'estimation de paramètres, notamment aux solveurs Levenberg-Marquardt et IPOPT (interior point optimizer). Ces améliorations permettent d'accroître considérablement les performances de l'estimation de paramètres à partir de données expérimentales, notamment pour les cas de chargement uniaxial, biaxial et cyclique. Trois nouveaux tutoriels de la bibliothèque d'applications illustrent ces nouveautés :

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec un noeud Objectif global par moindres carrés mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un graphique 1D dans la fenêtre graphique.

Estimation des paramètres d'une loi hyperélastique d'Ogden, en utilisant une combinaison de données uniaxiales, de cisaillement pur et équibiaxiales.

Viscoplasticité des polymères

Afin d'analyser avec précision les structures faites en polymères solides, de nouvelles lois de comportement pour la viscoplasticité des polymères ont été ajoutées. Mentionnons par exemple les modèles de Bergstrom–Boyce, Bergstrom–Bischoff, et le modèle en réseau parallèle. Ces modèles peuvent représenter des déformations viscoplastiques importantes, et sont basés sur une décomposition multiplicative des gradients de déformation. Vous pouvez découvrir ces nouveautés dans les tutoriels :

L'essai de micro-emboutissage est conçu pour évaluer les propriétés mécaniques de très petits échantillons.

Améliorations de la fonctionnalité Fibres

La version 6.2 apporte plusieurs améliorations à la fonctionnalité Fibres, notamment :

Les fibres compressibles pour la loi hyperélastique Holzapfel-Gasser-Ogden
La fonctionnalité Dilatation thermique pour les fibres contenues dans des matériaux hyperélastiques
L'option Données uniaxiales pour prendre en compte les relations contraintes-déformations non linéaires pour les fibres décrites par une loi de type Matériau élastique linéaire ou Matériau élastique non-linéaire.

Ces nouvelles améliorations sont illustrées par le nouveau tutoriel Tire Inflation.

Modèle de prothèse de valve aortique montrant le renforcement par fibres.

Renforcement par fibres d'une prothèse de valve aortique.

Amélioration des alliages à mémoire de forme

Les mises à jour pour les alliages à mémoire de forme comprennent :

Une plus grande flexibilité dans la spécification des paramètres du matériau pour la transformation de phase, permettant aux entrées d'être saisies en tant que contraintes de début et de fin ou en tant que températures de début et de fin
L'ajout d'un nouveau graphique prédéfini montrant le diagramme de phase contrainte-température, qui illustre la transition austénite-martensite
L'amélioration significative de la méthode de pénalité pour l'imposition de bornes supérieures sur les déformations de transformation
L'ajout du critère de plasticité de Prager-Lode, permettant la modélisation de déformations anisotropes en traction ou en compression
De nouvelles fonctionnalités pour la plasticité en grande déformation

Vous pouvez découvrir ces améliorations dans le nouveau tutoriel Uniaxial Loading of Shape Memory Alloy Using Souza–Auricchio Model.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Alliage à mémoire de forme mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un graphique 1D dans la fenêtre graphique.

Fraction volumique de martensite dans un diagramme de phase contrainte-température pour l'effet pseudo-élastique au cours d'un seul cycle de chargement.

Loi de comportement viscoplastique pour le Lithium

Une nouvelle loi de comportement, Anand-Narayan, a été ajoutée à la fonctionnalité Viscoplasticité. Cette loi de comportement est tout particulièrement destinée aux propriétés du lithium pour les applications de batteries.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montrant le Constructeur de modèles avec le noeud Viscoplasticité mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un graphique 1D dans la fenêtre graphique.

Courbes contraintes-déformations vraies (à différentes températures et vitesses de déformation) pour une éprouvette de lithium, obtenues avec la loi de comportement Anand–Narayan.

Nouvelle interface multiphysique Champ de phase, endommagement

La nouvelle interface multiphysique Champ de phase, endommagement associe une interface Mécanique du solide à la nouvelle interface Champ de phase dans les solides par le biais d'un couplage multiphysique bidirectionnel Champ de phase, endommagement. La densité d'énergie de contrainte ou de déformation régit l'évolution du champ de phase, et le champ de phase détermine le degré d'endommagement affectant la loi de comportement élastique du matériau.

Modélisation par champ de phase de l'évolution de l'endommagement ductile dans une éprouvette de traction compacte élastoplastique.

Nouveaux tutoriels

La version 6.2 de COMSOL Multiphysics^® ajoute plusieurs nouveaux tutoriels au module Nonlinear Structural Materials.

Large Swelling in Polymer Hydrogels

Modèle d'hydrogel polymère montrant le gonflement en palette de couleurs Rainbow.

Les hydrogels de polymères sont constitués d'un réseau réticulé de longues chaînes polymères et d'un grand nombre de molécules de solvant absorbées. Ils peuvent subir de grandes déformations sous l'effet de charges mécaniques et de la diffusion de solvants.

Nom de l'application:
hydrogel_swelling
Lien de téléchargement de l'application

Uniaxial Loading of a Shape Memory Alloy Using the Souza–Auricchio Model

Graphique 1D montrant la perte de fraction volumique de martensite en palette de couleurs de Cividis.

Fraction volumique de martensite dans un diagramme de phase contrainte-température pour l'effet pseudo-élastique au cours d'un seul cycle de chargement.

Nom de l'application:
uniaxial_loading_of_shape_memory_alloy_souza_auricchio
Lien de téléchargement de l'application

Chloroprene Rubber Compression Test

Un graphique 1D montrant la contrainte réelle avec des lignes rouges, vertes et bleues.

Comparaison du comportement à l'équilibre et hors équilibre du caoutchouc chloroprène lorsqu'il est soumis à un essai uniaxial alternant compression à vitesse de déformation constante et relaxation.

Nom de l'application:
chloroprene_rubber_compression_test
Lien de téléchargement de l'application

Buckling of HDPE Liners

Modèle de conduite montrant le flambement de la gaine en palette de couleurs Prism.

Les gaines utilisées dans les conduites endommagées sont sujettes au décollement en raison de la pénétration de gaz entre la gaine et la structure porteuse. La loi de comportement Bergstrom-Bischoff permet de représenter leur comportement viscoplastique.

Nom de l'application:
buckling_hdpe_liner
Lien de téléchargement de l'application

Uniaxial Stretching of a Rectangular Sheet

Un modèle de feuillet rectangulaire montrant les plissements en palette de couleurs Rainbow.

Plissements à 5 % de déformation après une analyse de post-flambage. Les couleurs indiquent l'amplitude des plis.

Nom de l'application:
sheet_uniaxial_stretching
Lien de téléchargement de l'application

Parameter Estimation of Hyperelastic Materials

Graphique 1D montrant la calibration des paramètres matériaux d'une loi hyperélastique d'Ogden, à partir des différentes données expérimentales.

Estimation des paramètres d'un loi hyperélastique d'Ogden à l'aide d'une combinaison de données uniaxiales, de cisaillement pur et équibiaxiales.

Nom de l'application:
parameter_estimation_hyperelasticity
Lien de téléchargement de l'application

Parameter Estimation of Elastoplastic Materials

Un graphique 1D montrant la calibration des paramètres matériaux d'une loi d'écrouissage cinématique d'Armstrong-Frederick, prenant en compte des données de cisaillement cyclique.

Estimation des paramètres d'une loi élastoplastique combinant écrouissages isotrope et cinématique à partir de données de cisaillement cyclique.

Nom de l'application:
parameter_estimation_plasticity
Lien de téléchargement de l'application

Parameter Estimation of Viscoplastic Polymers

Graphique 1D montrant la calibration des paramètres matériaux d'une loi viscoplastique Bergstrom-Boyce, à partir de données de traction et de compression cycliques à différentes vitesses de déformation.

Estimation des paramètres d'une loi viscoplastique Bergstrom-Boyce pour les matériaux de type caoutchouc à l'aide de données de traction et de compression cycliques à différentes vitesses de déformation et températures.

Nom de l'application:
parameter_estimation_polymer_viscoplasticity
Lien de téléchargement de l'application

Small Punch Test for Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene

Un modèle d'échantillon de polymère montrant la striction dans la palette de couleurs Prism.

Échantillon de polymère présentant une striction biaxiale (région rouge) après avoir été soumis à un essai de micro-emboutissage. La loi de comportement Bergstrom-Bischoff permet de représenter le comportement viscoplastique des matériaux couramment utilisés pour les prothèses articulaires du genou ou de la hanche.

Nom de l'application:
small_punch_test
Lien de téléchargement de l'application

Tire Inflation

Un modèle de pneu montrant l'orientation des fibres en rouge, orange et bleu.

Un pneu de voiture montrant l'orientation des cordes (modélisées comme des fibres distribuées).

Nom de l'application:
tire_inflation
Lien de téléchargement de l'application

Points forts de COMSOL Multiphysics® 6.2