基于COMSOL Multiphysics数学模块固体弹塑性力学分析.pdf

第 48卷 第 2期 武汉大学学报 (工学版) Vol，48No．2 2015年 4月 EngineeringJournalofWuhanUniversity Apr．2O15 DOI：10．14188／i．167卜8844．2015—02—011 文章编号 ：1671—8844(2015)020195～07 基于 COMSOLMultiphysics数学模块的 固体弹塑性力学分析 周家作，韦昌富，李文涛，陈合龙 (中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 43007I) 摘要 ：COMSOLMultiphysics有限元模拟软件中的数学模块即 “PDE”模式，直接基于数学方程对实际问题进行求 解．根据实际问题建立数学模型并在数学模块中输入对应的数学方程，软件通过 内置的算法直接对方程进行数值 计算．将弹塑性 问题的增量描述改变成等效 的瞬态方程组 ，在数学模块 中通过系数型和弱形式两种方法实现对等 效瞬态方程组的输入 ．作为算例 ，对一个 中心开孔矩形板 的加载一卸载一再加载过程进行数值模拟 ，分别通过数学模 块和固体力学模块进行求解 ，并对二者求解结果进行 了对 比分析． 关键词 ：COMSOLMultiphysics；PDE；有限单元法；弹塑性力学；弱形式 中图分类号：O39 文献标志码 ：A Analysisofsaolid elastoplasticmechanicsbasedon mathematical moduleofCOM SOL M ultiphysics ZHOU Jiazuo，WEIChangfu，LIWentao，CHEN Helong (StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，InstituteofRockandSoilM echanics， ChineseAcademyofSciences，W uhan430071，China) Abstract：ThemathematicalmodulenamedPDE Modesin theFEM simulation softwareCOMSOL Mul— tiphysicssolvespracticalproblemsby solvingmathematicalequationsdirectly．Upon establishing math— ematicmodelofpracticalproblemsandinputtingthecorrespondingmathematicalequations，theequations canbenumericallycalculatedusingthealgorithm built—inthesoftware．Theincrementaldescriptionofe— lastoplasticproblem istransformed toan equivalenttransientequationsetwhich can beinputtedinto the softwarebythecoefficientform andweakform in themathematicalM odule．Asanexample，arectangle platewithaholeinthecentreofitundergoestheprocessofloading—u·nloading——reloadingandtheprocessis simulatednumerically．Thesimulationiscompletedbymathematicalmoduleandsolidmechanicalmodu1e respectively；andthesimulatedresultsofthem arecomparedandanalyzed． Keywords：