结构力学模块更新
COMSOL Multiphysics®5.4 版本为“结构力学模块”的用户引入了响应谱分析功能、使用代表性体积元的材料数据均质化以及材料活化特征。请阅读以下内容，了解这些结构力学特征及其他新增功能。
响应谱分析
新版本增加了一项新功能用于响应谱分析，可用于估计短且不确定的动态事件的峰值响应。支持多种模态组合方法，例如 SRSS、CQC (der Kiureghian)、绝对值和、百分之十、分组及二重和 (Rosenblueth) 等方法。提供四种空间组合方法：SRSS、100-40-40、CQC3 和 SRSS3。您可以使用 Gupta 和 Lindley-Yow 方法来分离周期模态和刚体模态，并为不由特征模态表示的质量添加静校正。此功能在“模型向导”中通过名为响应谱的预设研究类型提供，可在模型树中添加许多特征来设置分析。
两个新模型利用了这些特征：
框架在地震期间的最大位移（左），其水平和垂直设计响应谱（右）。
用于周期性材料均匀化的代表性体积元 (RVE)
对于许多类型的非均质材料，可以通过使用周期性边界条件来研究最小的重复结构，从而计算有效材料数据。这种单元通常称为代表性体积元 (RVE)。新的单元周期性特征支持自动设置此类单元的边界条件和载荷，您可以计算各向异性弹性数据和热膨胀系数，并将计算结果用于宏观分析。新的复合材料的细观力学模型演示了此功能。
表示基体中单根纤维的周期性单元的六种基本变形模式，根据有效应力着色。
用于轴对称分析的壳接口
轴对称壳结构在工程领域有着广泛的应用。壳接口现在支持二维轴对称建模，大幅提高了这种结构的分析效率。这对于研究多物理场问题（例如声-结构相互作用）尤为重要。
以下模型演示了这一特征：
自由圆柱壳的一阶特征模态，显示为三维旋转剖面图。
新的流-固耦合功能
新版本对流-固耦合 (FSI) 功能进行了扩展，现在支持与壳和膜相互作用。与此同时，流-固耦合多物理场耦合经过重新设计，使同一耦合功能既适用于流体域产生大变形的情况，又适用于变形可忽略的情况。此外，新版本还添加了一种用于装配中的流-固耦合的多物理场耦合功能，其中，结构与流体之间的界面不必是共享网格的公共边界。此功能在本模块与“多体动力学模块”结合使用的扩展版本中提供，后者支持包含柔性体和刚体的流-固耦合；有关更多详细信息，请参见多体动力学模块页面。
以下模型演示了这一特征：
经过球形止回阀的流动；流线根据压力着色。
用于增材制造的材料活化
在许多制造工艺中，材料都是按顺序添加的。在大多数情况下，材料在添加时应处于无应力状态。借助新的活化特征（线弹性材料节点的一个属性），您可以根据用户定义的准则添加和移除材料。该准则可以是与时间、参数值或温度等相关的任意表达式。层合板模型演示了这一功能。
辊支承条件支持解析法向
在辊支承边界条件中，您现在可以指定结构在其上滑动的解析表面，借助此功能，您还可以使用辊支承条件分析有限位移和旋转。新功能可避免边界表面的法矢方向不够理想的情况，例如使用导入的网格时可能发生的情况。
杆的中间部分使用了定义为圆柱面的辊支承条件。杆可以绕轴自由旋转，也可以轴向平移。
无反作用对称条件
结构力学接口中的对称条件得到扩展，现在可用于分析对称平面可沿其法向平移，而非作为固定平面的情况。无反作用对称条件主要用于没有净反作用力的截断结构。除了完全自由平移外，对称平面还可以具有给定位移或给定的净反作用力。表面电阻模型演示了这一功能。
这是一个穿过电路板的切面，最右侧的截面可以随温度的升高而发生膨胀，同时保持平面状态。
新增模态叠加研究类型
新版本添加了两个预定义的模态叠加研究序列：瞬态，预应力，模态和频域，预应力，模态。这两种序列都可以生成三个研究步骤。第一个是稳态步骤，可确定用于后续特征频率计算的预应力状态。通过这些研究，您可以更轻松地使用有效模态叠加方法来分析预应力结构。以前用于动态分析的一些研究类型也相应地进行了重命名。
有无预应力两种情况下位移幅值和相位随加载频率的变化情况。
伯格斯黏弹性模型
伯格斯模型已添加到黏弹性材料模型列表中。由于该模型在受到应力作用时不会长期保持稳定，因此这是一个与流体相似的本构模型。举例来说，伯格斯模型可用于对土壤和生物材料建模。
伯格斯黏弹性模型示意图。
边和点的刚性连接件
在对机械装配建模时，使用刚性连接件是一种重要的方法。刚性连接件中的选择现在可以是边界、边和点的组合，您也可以直接在边和点层级添加刚性连接件。举个例子，连接点在螺栓连接和铆钉连接等情况下非常有用。
刚性连接件特征的柔性公式
刚性连接件特征现在包含两个公式：刚性和柔性。在默认的刚性公式中，所有选定的边界、边和点都表现出它们由一个公共刚体连接而呈现的特征。在某些情况下，这会产生不必要的强化或不切实际的局部应力。此时，您可以切换为柔性公式，这是一种以平均方式施加约束的公式。柔性公式仅适用于具有纯边界选择的刚性连接件，而不适用于包含边或点的选择。
用于外部材料的实用程序函数
当您使用外部材料功能对自己的本构关系编程时，往往会重复使用某些代码段，其中包括各种张量运算、主值和方向计算以及矩阵求逆。新版本引入了一个包含 20 多个实用程序函数的库，涵盖了许多这类常见运算，可以大幅缩短材料模型代码的编写时间。
新增教学案例
COMSOL Multiphysics®5.4 版本新增了八个教学案例。
主板的冲击响应
游戏机主板中假设受到 50 g 11 ms 冲击时，相对于螺栓位置的峰值位移，通过响应谱分析进行计算。
在“案例库”中搜索：
motherboard_shock_response
梁和实体连接
本教学案例用于研究实体与梁之间的连接。绘图显示从梁过渡到实体的过程中生成的结果如何根据选定的耦合选项而发生变化。
在“案例库”中搜索：
beam_solid_connection
主轴承盖螺栓的预应力
穿过螺栓平面的截面中的应力。右侧螺栓中的应力，此处采用了精确的螺栓螺纹建模，本例突出了使用这种技术的重要性，而不是假设螺栓与螺纹之间具有连续性。
在“案例库”中搜索：
main_bearing_cap
复合材料的细观力学模型
纤维分数为 20% 的纤维复合材料的代表单元。该模型用于确定等效平均各向异性材料。
在“案例库”中搜索：
micromechanical_model_of_a_composite
