当对一片金属薄片施加一定程度的机械载荷后,金属将会发生变形,并将呈现出一种与未变形时不同的新形态。接下来便可以将变形物体用作新几何结构的一部分,然后在新复合域内解决其他的物理场问题。今天,我们将为您演示如何将变形物体用作几何序列的输入。

关于物体的变形

实体对象会通过改变其大小、形状和方向来响应外部载荷。对于传统的线弹性问题来说,通常会在公式中忽略变形。因此,平衡方程是建立在未变形配置的基础上的。在许多工程问题中,变形通常非常小,变形配置和未变形配置几乎没有明显的差别。因此忽略几何的改变是可行的,同时还降低了线性问题的求解难度。
另一方面,对于金属成型这一类变形较大的问题来说,平衡方程必须包含几何改变带来的影响。我们通过在平衡方程中添加几何改变带来的影响,从而引入了几何非线性。
金属薄板成型过程的几何模型,其变形非常大。
当我们在结构分析中引入几何非线性时,COMSOL Multiphysics® 会自动区分材料 和空间 框架。材料架框架对应未变形配置,而空间框架对应变形配置。借助软件的这一功能,我们可以基于变形配置创建新的几何结构,这一过程称为重新剖分变形网格。我们还可以将该几何看作新几何序列的一部分,并对其进行穿孔、从边界对象中将其去除,以及直接添加其他几何对象等操作。最后,在复合域内求解新物理场。