Використання модуля «композитні матеріали» у програмному комплексі COMSOL multiphysics
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-273-3-12-16Ключові слова:
композитні матеріали, мікротекстуровані композити, макротекстуровані композити, вимірювання параметрів матеріалівАнотація
У роботі проаналізовано питання що до використання композитних матеріалів в різних галузях промисловості. Широке використання композитних матеріалів пов’язано з можливістю формувати електричні та механічні характеристики таких матеріалів шляхом підбору їх якісного і кількісного складу, форми частинок компонентів, геометрії взаємного розміщення (зв’язності) компонентів. В залежності від зв’язності компонентів можливі три основних ефекти взаємодії їх властивостей: ефект суми, ефект комбінації та ефект добутку, що дозволяє не лише підсилювати або послаблювати у композитному матеріалі властивості його компонентів, але і отримувати принципово нові властивості, яких не мають компоненти композиту. Однак розрахунок таких структур є складною задачею, яка вимагає дуже високої кваліфікації розробника і великих затрат часу та обчислювальних ресурсів. Тому дана робота напрямлена на вирішення важливої технічної проблеми за допомогою використання сучасного програмного комплексу COMSOL Multiphysics, та створення адаптованого до інженерного використання системного підходу до розробки композитних компонентів для різних галузей промисловості. У статті розглядаються питання запровадження використаннямодуля «Композитні матеріали» для розрахунку складних інженерних задач. Пропонується алгоритм розрахунку композитних матеріалів в програмному комплексі COMSOL Multiphysics та впровадження цього алгоритму для розрахунку різних типів задач. При використанні модуля «Композитні матеріали» використовуввючи спільно з іншими модулями програмного забезпечення COMSOL у розрахункових моделях э можливысть врахувувати процеси теплопередачі, електромагнетизму, гідродинаміки та акустики, все це можна зробити в єдиному середовищі для чисельного моделювання. В роботі показана можливість використання інтерфейсу різних інтерфейсів, в тому числі і інтерфейсу Shell, що розширюються за допомогою моделі матеріалу Layered Linear Elastic Material, яка обчислює властивості гомогенізованого матеріалу всього композиту та вирішує лише для серединної площини.
Посилання
1. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов. – М.: Изд-во МГУ. 1984. 336с
2. Christensen R.M., Lo K.H. Solutions for effective shear properties in three phase sphere and cylinder models // J. Mech. Phys. Solids. 1979. V. 27. P. 315-330
3. Мелконов Г.Л. Дослідження процесів віброобробки маложорстких деталей Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. 2021. № 1 (265)). С. 64-67.
4. Мелконов Г.Л., Мелконова І.В. Особливості моделювання механічних процесів за допомогою методу скінченних елементів в програмному середовищі COMSOL MULTIPHYSICS. Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. 2020. № 4 (260)). С. 62-65.
5. COMSOL Multiphysics, Available at: https://www.comsol.com/
6. Krol O.S., Osipov V.I. Modeling of construction spindle’s node machining centre SVM1F4/Comission of Motorization and Power Industry of Agriculture. – OL PAN, 2013, Vol.13, is.3, Lublin, Poland. – P. 108–113
7. Krol O., Juravlev V. Modeling of spindle for turret of the specialized tool type SF16MF3 // TEKA Com. Mot. and Energ. in Agriculture. – OL PAN, 2013, Vol.13, No 4, Lublin, Poland. Р. 141–147.
