Nouveautés du module Multibody Dynamics

Pour les utilisateurs du module Multibody Dynamics, COMSOL Multiphysics® version 6.2 introduit de nouvelles fonctionnalités pour la modélisation des moteurs et générateurs électriques, ajoute une option permettant d'imposer des contraintes radiales aux liaisons de type Appui-plan, et apporte une nouvelle fonctionnalité pour les analyses statiques de structures non contraintes. Découvrez ces nouveautés et plus encore ci-dessous.

Nouvelle interface multiphysique pour la modélisation de l'interaction magnétique-structure dans les machines tournantes

Une nouvelle interface multiphysique Intéraction magnétique-corps rigide en machine tournante met en place le couplage nécessaire pour étudier la mécanique des structures et la dynamique des corps rigides dans les moteurs et générateurs électromagnétiques rotatifs. Cette multiphysique combine une interface Dynamique multicorps avec une interface Machine tournante, magnétique via le nouveau couplage multiphysique Forces magnétiques, machine tournante. Ce dernier relie la mécanique et l'électromagnétisme au niveau des domaines et ajoute le chargement sur une structure tournante rigide ou déformée sous l'effet des contraintes de Maxwell. Cette fonctionnalité peut être utilisée pour déterminer la manière dont les déformations et les contraintes provenant des forces d'entrefer se répartissent dans le stator et le rotor d'un moteur électrique (En exemples d'application, nous pouvons mentionner les paliers magnétiques et les rotors présentant un balourd.) Cette interface est utilisée dans le nouveau tutoriel Magnetic-Structure Interaction in a Permanent Magnet Motor. Notez que cette fonctionnalité nécessite le module AC/DC.

 
Animation d'un moteur à aimants permanents, montrant la densité de flux magnétique et le déplacement du rotor.

Contraintes radiales dans les liaisons en appui plan

Pour les liaisons de type Appui plan, la fonctionnalité Contraintes inclut une nouvelle option permettant d'ajouter des contraintes radiales, où le centre et le rayon du cercle de contrainte peuvent être définis. Avec cette option, une contrainte radiale est appliquée au mouvement planaire d'un corps, ce qui revient à placer un cercle imaginaire limitant le mouvement de ce corps selon la direction radiale.

 
Animation d'un disque annulaire avec une distribution de masse non uniforme, glissant sur une surface inclinée. En utilisant des contraintes radiales, il est possible de modéliser l'effet d'une paroi rigide sans la représenter physiquement.

Analyse de relaxation inertielle

L'analyse de la relaxation inertielle est un cas particulier d'analyse statique pour les structures non contraintes qui sont accélérées par des chargements externes, et où ces chargements externes et les forces d'inertie de la structure doivent maintenir un équilibre dynamique des forces. Dans toutes les interfaces de Mécanique des structures, une nouvelle fonctionnalité de Relaxation inertielle a été ajoutée. Cette fonctionnalité peut être utilisée pour automatiser la mise en place d'une séquence d'étude spécifique qui calcule le champ d'accélération, les forces d'inertie correspondantes et les contraintes résultantes.

Modèle d'avion montrant les déformations des ailes en palette de couleurs Prism.
Déformations des ailes d'un avion lors d'une manoeuvre de redressement.

Renforcement intégré

En utilisant le couplage multiphysique Renforcement intégré, il est désormais possible d'intégrer des éléments d'une interface Câble dans un domaine solide flexible pour servir de renforts. De plus, avec le module Structural Mechanics, il est également possible d'intégrer des éléments d'arête provenant des interfaces Treillis ou Poutre et des éléments de surface provenant de l'interface Membrane dans un domaine modélisé avec l'interface Dynamique multicorps. Cette nouvelle fonctionnalité est utile pour modéliser des structures telles que des courroies d'entraînement à renfort de câbles, par exemple. Elle peut également être utilisée pour modéliser le décollement entre la structure intégrée et le solide environnant, cette liaison pouvant être totalement rigide ou flexible.

L'interface utilisateur de COMSOL Multiphysics montre le Constructeur de modèles avec le noeud Renforcement intégré mis en évidence, la fenêtre de réglages correspondante et un modèle de poulie-câble dans la fenêtre graphique.
Renforcement intégré utilisé pour rigidifier un système câble-poulie.

Structures non contraintes dans le cadre de la modélisation du contact

Les problèmes de contact présentent souvent des contraintes insuffisantes avant que le contact ne soit établi. En conséquence, la matrice de rigidité devient singulière. Une nouvelle fonctionnalité de Stabilisation a été ajoutée pour pallier cette difficulté.

Modèle de demi-bride montrant la pression de contact en palette de couleurs Rainbow.
Pression de contact dans une bride boulonnée.

Déplacement limité

La possibilité d'imposer un déplacement limité (c'est-à-dire la distance maximale qu'un point, une arête ou une frontière peut parcourir dans une certaine direction) a été ajoutée aux interfaces Mécanique du solide, Dynamique multicorps, Coque, Coque multicouche et Membrane. Cette fonctionnalité peut être considérée comme une version simplifiée d'une analyse de contact, ne faisant pas intervenir d'objet supplémentaire pour arrêter le mouvement. Dans les versions précédentes, cette fonctionnalité n'était disponible que dans les interfaces d'arêtes, telles que Poutre ou Treillis, et ne s'appliquait donc qu'aux arêtes ou aux points.

 
Un guide d'alignement de conduite limitant le déplacement radial de la conduite. Une condition limite de type Déplacement imposé avec l'option Limité est utilisée plutôt qu'une analyse complète du contact. Le guide d'alignement - représenté ici par un anneau - permet de visualiser les limites de déplacement, mais n'est pas inclus dans le modèle.

Nouveaux tutoriels

La version 6.2 du logiciel COMSOL Multiphysics® ajoute deux nouveaux tutoriels au module Multibody Dynamics.