comsol快速入门教程
我曾经大三的专业课老师要求全班学习COMSOL!
我自己参照官网的教程,写了个比较通俗易懂的入门教程,字多图多慎看(大三的时候写的)。
教你一步一步做出第一个项目。(其实COMSOL本身不难,主要是其中涉及的物理建模和数理方程的知识是不可或缺的)
扳手受力分析
我们平常用的扳手:如下图:
我们可以通过对它进行模拟分析,熟悉一下comsol的基本操作流程;(这是个简单的力学模拟,不涉及耦合场的模拟,当然,comsol最强大的功能是耦合场模拟,这个我们不急,先看完这个了解一下,具体的耦合场的例子推荐大家去看官方的help文档example2,这个例子也是上面的,相比官方来说,我的首先是中文比较好懂一点,然后解释比较直白通俗)
当然你也可能有些地方不懂,第一是有限元不太知道,第二就是数理方程边界条件不太知道,第三就是我没说明白!!!
本人也是个新手,刚看过三国,就学关公耍大刀了,大家将就着看吧,肯定会有差错,敬请原谅敬请原谅。。。。。
第一部分:
选择基本的研究领域,显然,我们这里研究的是结构力学模块中的固体力学,然后它跟时间无关,所以是稳态的研究。模型当然是选择3D的了。具体步骤有截图:
完成这四步以后,我们就可以进入comsol 的主界面了!
Ps:这里稍微介绍一下,为什么我们一开始要选择不同的模块和领域,什么力学,电磁学,光学什么的,在于不同模块所需要的偏微分方程和边界条件都是不一样的(请回忆数学物理方程里的三个基本方程和相关的定界问题),comsol为我们预设了不同的微分方程所以我们不需要自己设(当然你可以选择自己设),只要点击相应的模块就行了。这是comsol的一大优势。
第二部分:
下面我们就开始设置相关的条件了。
首先我们要有一个模型,我们研究的是一个扳手,所以我们要有一个扳手的模型,可以自己绘制,这个扳手模型的绘制应该是比较复杂的,只用comsol基本功能可能比较难,可以用CAD软件区绘制,comsol支持CAD文件的导入。
上面扯了一大堆,对于我们来说,第一次就用comsol里面自带的几何模型库吧,正好里面有。我们可以选择导入,具体步骤如下:
上面那个默认的目录是:C:\Program Files\COMSOL\COMSOL44\models\COMSOL_Multiphysics\
Structural_Mechanics\wrench.mphbin
大家根据自己的安装情况不同可以找到它。
这时候,我们就把扳手的模型导入了,大家可以去随便点一点
这一排的按钮,看一看它们的作用是什么,可以随便点的,点不坏的,不用怕,我就不一一介绍了
下面我们就进行下一步了
模型选定了,接下来我们根据
它上面从上到下的顺序,选择材料属性
我们知道不同的材料的杨氏模量,泊松比是不一样的,所以要确定材料(具体请脑补朝玉大师的弹性力学与张亮分析)
大家可能会找不到它,它是在built-in里面的,需要先打开built-in再找。
然后就设置好材料了,大家可以看一看它的具体的数据
下面我们就进行第三步了,模型有了,材料也搞好了,开始设置边界条件吧!(最关键的一步)
微分方程之前我们选模块的时候就选好了,要解微分方程就看边界条件和初始条件了,这里跟时间无关(此处脑补操老师的数理方程)
扳手的受力,显然我们按住扳手的尾端,也就是在扳手的尾端施加力,扳手的前端是固定的
很明显,扳手的前端是固定端,添加固定边界条件
尾端要加上载荷(这里有问题请参考数理方程)
首先选择固定边界条件
加在扳手的前端上,变成蓝色说明已经被选定,这一步只要在扳手前端找到如图所示,点击鼠标就行了
以上两步,说明我们给扳手前端加了固定边界条件。
下面一步给扳手加上载荷:
跟上一步一样,左键选择添加边界载荷:
然后我们选定载荷作用的这一部分:
选好之后,我们看左边的栏目,添加相应的载荷属性(也就是力的方向和大小)
先选择total force,在写上力就行了,我写的是150,大家可以随便大小,但不要太大(太大,扳手承受不了就。。。。)
这里为什么有负号,因为压扳手的力是朝z轴负方向的。。。。。
到此就全部设置好了!
下面就进行网格化吧(这是有限元方法的基本步骤,不懂的请稍微看看有限元)
当然,目前也不需要你懂什么,稍微点两下就行了
再点
就行了,。。网格化完毕
这里我们用的是系统自动网格化,我们也可以选择人工的,人工的就要我们自己设置网格的大小,密度什么的。。。。
网格化完了,你的扳手就会变成这样:
全部设置都结束了
最后只要轻轻点一下计算就行了
如果你的电脑运行内存小于4g,那很不幸,你可能算不出来,要进行一些额外的步骤(现在4g以下的笔记本应该不多了,如果你是,就来问我吧)
如果你的内存小于4g的话,就请看下面:
没关系,可以用硬盘内存代替运行内存,多几个简单的步骤:
首先,你就不要点计算了,先进行以下步骤
右击
,选择
,然后展开
,变成下面这个样子:
展开
,并点击
在右边的设置窗口设置:
跟这个图上设置的一样吧
这个设置确保如果你的电脑运行低内存中计算,解算器将开始使用硬盘作为补充RAM。允许解算器使用硬盘而不是内存计算慢下来。
到此你就设置完了,可以像之前一样,右键
,点击计算就行了。
你的内存大于4g就不用管,等它算完吧,可能要一些时间,一两分钟。。。
成功算完之后,你会看到:
是不是很神奇,整个扳手每个地方的受力都显示出来了(如果你的力不是150的话,可能情况跟我不一样。。。。。)
你看到的黑线的部分是扳手形变之前的位置,也就是初始位置。。。。
接下来,你可以稍微设置一下,就可以看到扳手的形变情况或者是受压力的情况。。。。(如果你的力不是150的话,可能情况跟我不一样。。。。。)
后面我就贴步骤,具体不啰嗦了,你基本也知道基本的流程了
这个扳手的建模我实际上是省略的全局定义的那一部分,这一部分在大型的建模过程中是排在第一步的,也就是设定参数,设定变量,设定函数什么的,比如我们就可以事先设定一个参数F来代表载荷,在填载荷的时候就可以直接写F不用写具体数值。。。。。但是我们这个小模型很显然就没必要了。。。。大家先有一个意识
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现代智力七巧板:
拼装步骤:
1、使用模型1,作为扳手的握柄部分;
2、使用模型4,作为扳手握柄和头的连接部分;
3、使用模型6,作为扳手头的上部分;
4、使用模型3,作为扳手头的下部分;
5、最后,两个圆形可以使用两个模型2,或者是使用模型5拼装出一个圆形。
效果图:
感光性树脂的特征:
以感光性树脂为材料的光固化成型表面光滑,尺寸精度高,表面可涂装。第二,感光树脂一般都是液态的,而印刷模型一般都具有高强度和高韧性的特点。 三是感光性树脂受到光照射后凝固速度快,因此感光性树脂的生产效率较高。 四感光性树脂中的有机挥发物少,不会对大气造成很大的污染,有利于优质环境的建设。
感光性树脂的应用:
感光性树脂多用于精度和表面要求的模型、手板模型、精密零件等比较复杂的设计产品。它的板模、小型化等解决方案已在汽车、医疗、航空等领域得到广泛应用,加速了研发的速度,推动了相关行业的发展。
感光性树脂的前景
3D打印在业界被认为是21世纪世界制造业领域的优秀技术革命,对产业的推进和经济社会的影响是不可预测的。 随着3D打印技术的成熟,3D打印技术本身并不复杂,优质的3D打印耗材成为3D打印行业新的重要组成部分,决定了3D打印技术的发展。 事实上,SLA用液态感光性树脂的发展长期被海外垄断,价格昂贵,材料成本长期居高不下。
随着3D打印技术的广泛应用和需求的增加,我国3D打印产业发展阶段已经进入新阶段,相关技术也突破了技术瓶颈,自主开发的3D打印耗材不断应用于各个领域。 例如,通过腰围自主开发的激光硬化迅速成形感光性树脂。 目前,西部自主开发了数十种不同特性的感光性树脂。
其中包括ABC类、透明、软质橡胶和高温、高韧性材料等,多达20种不同特性的高性能材料全面满足不同顾客和行业对材料特性的需求。 用于SLA成型机的低粘度液态感光性树脂,作为具有准确、高韧性的ABS特性的部件,印刷的产品尺寸稳定性高,具有充分的韧性和强度,成形效果好,表面光滑精密,精度高,容易进行各种后处理,是汽车、医疗、家电等工业领域的母亲在材料特性方面,西部自主开发的感光性树脂有以下优点。
1:成型速度更快,可大幅缩短打样时间。
2:低粘度,使清洗工艺非常容易,同时减少材料的浪费。
3:成型品的高精度和高韧性提高了零件的尺寸稳定性和准确性
4:产品具有优良的耐湿性能、耐化学药品性好、收缩率小。
5:零件有一定的吸附力,可以满足复杂的涂装要求。
防爆敲击梅花扳手介绍:
防爆敲击梅花扳手是特种扳手的一种,属于工业级重型扳手,品种有敲击梅花扳手、直柄敲击梅花扳手、弯柄敲击梅花扳手、凸型敲击梅花扳手、高颈敲击梅花扳手、钢制敲击梅花扳手、锻造敲击梅花扳手、模锻敲击梅花扳手、铜合金敲击梅花扳手、防爆敲击梅花扳手等。是大型工业用重型扳手,用途十分广泛。
防爆敲击梅花扳手的用途:大型工业用特种扳手、重型扳手、敲击扳手-敲击梅花扳手适用于石油、化工、冶金、发电、炼油、造船、石化等行业。是设备安装、装置及设备检修、维修工作中的必需工具。敲击梅花扳手分为公制和英制两种。
防爆敲击梅花扳手的材料:敲击梅花扳手采用45号中碳钢或40Cr合金钢整体锻造加工制作。
防爆敲击梅花扳手的制造标准:GB/T4392-1995(敲击呆扳手和敲击梅花扳手)。
防爆敲击梅花扳手的特点:敲击梅花扳手由优质中碳钢或优质合金钢整体锻造而成,敲击梅花扳手工作端为内12角梅花形状,尾部也就是敲击端加宽、加厚,设计合理、结构稳定、材质密度高、抗打击能力强,不折、不断、不弯曲,产品尺寸精度高、经久耐用等特点。
防爆工具材质:
防爆工具产业分布就国内防爆工具制造业发布来看,河北、天津是防爆工具产业最为集中的地区,其中尤以泊头市更为明显。泊头不仅拥有数量众多的防爆工具生产企业,
防爆发展现状目前中国防爆工具产业已由最初的OEM贴牌生产阶段进入ODM自主设产阶段。目前中国防爆工具制造技术已领先全球,并率先进入产品阶段。●一代产品,采用传统的铸造工艺(铸胎产品)铸胎产品存在气孔、沙眼、铸造缩松,表面粗糙不规范,易弯曲,易变型,易断裂,使用寿命短(工艺简单、铸胎产品打磨而成,制造成本低)。该工艺在1985年已淘汰。●二代产品钢模铸造工艺钢模铸造产品表面细化快,会产生小块裂纹,工具毛坯厚薄不均匀的地方通常会出现局部缩松。
防爆工具称“安全工具”又称“无火花工具”大体上可分为两大类:
1.铝铜合金(俗称铝青铜)防爆工具,具体材质是以高纯度电解铜为基体加入适量铝、镍、锰、铁等金属,组成铜基合金。
2.铍青铜合金(俗称铍青铜)防爆工具,具体材质是以高纯度电解铜为基体加入适量铍、镍等金属,组成铜基合金。这两种材质的导热、导电性能都非常好。铝青铜经热处理后其硬度和耐磨性,与铍青铜相差无几都能达到HRC30o以上,铍青铜没有磁性,可应用于强磁场环境。
石油精炼和石油化学工业、煤矿、油田、天然气化学工业、火·药工业、化纤工业、油漆工业、肥料工业、各种药·品工业。石油轮和液化石油气的车辆、飞机、经营易燃易爆品的仓库、电解车间、通讯机装配车间、要求工具不生锈、耐磨抗磁的场所等。敲击梅花扳手、敲击六角扳手、弯柄敲击梅花扳手、弯柄敲击六角扳手、直柄凸型敲击梅花扳手、弯柄凸型敲击梅花扳手。敲击呆扳手、单头呆扳手、撬棒呆扳手、直柄梅花扳手、弯柄梅花扳手、撬棒梅花扳手、双头呆扳手、双头梅花扳手、两用扳手、万能扳手、可调勾型扳手、勾扳手、活扳手、C型扳手、单头开桶扳手、双头开桶扳手、万能开桶扳手、F型扳手、方头F型扳手、防滑F型扳手、加强爪型阀门扳手。美式管子钳、英式管子钳、轻型链子钳、皮带钳、断线钳、胡桃钳、水泵钳、鲤鱼钳、锁紧钳、克丝钳、扁嘴钳、尖嘴钳、斜口钳、挡圈钳(内外)。八角锤、德式八角锤、除锈锤、奶·头锤、机械锤、羊角锤、检验锤、扁尾检验锤、起钉锤。安全斧、斧子、镐头、砧子、线锤、、一字螺丝刀、十字螺丝刀、敲击螺丝刀、夹柄螺丝刀、T型螺丝刀、双头螺丝刀、锥子、手用穿针、听针、锯弓子、锯条、鸡尾锯、撬棍,组合工具。
现在我国防爆工具市场还不完善,公共对防爆工具操纵意识也比较淡薄,一些无良企业趁此时机故意混淆铜工具和防爆工具的区别,牟取暴利。这是极其危险的事情,河北四凯防爆工具生产的防爆工具严格按照GB和GB/T标准制作。生产的优质防爆工具达520余种系列,7000多规格,年生产能力达500余万件。欢饮新老客户来电咨询!为了延长防爆工具的使用寿命,因此我们在平时使用防爆工具之后应该对防爆工具进行妥当的维护。因为如果对防爆工具的维护不妥当就有可能使我们的工具能为我们服务的时间变少。因此我们需要了解防爆工具在安放是需要注意什么。防爆工具安放注意:1.敲击类工具不可连续敲击,超过十次应有适当间歇,同时要及时清除工具敲击部位。来
2.做引体向上。刚开始可以一天做5~10个,慢慢加量,到每天至少20个为宜。
两项都能坚持的话,一个月下来,绝对能扳倒一批人,祝你成功!!