MEMS Module

Nuova app: MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling

Per l'integrazione nei circuiti microelettronici, i dispositivi MEMS sono fissati su circuiti stampati e collegati con altri dispositivi. Poi, l'intero circuito viene spesso ricoperto di un composto di stampo in resina epossidica (EMC) per proteggere i dispositivi e le loro interconnessioni con la scheda. I polimeri epossidici utilizzati per tali applicazioni sono soggetti all'assorbimento di umidità e alla dilatazione igroscopica, che possono causare la delaminazione tra l'EMC e la scheda o un comportamento errato dei componenti MEMS.

L'app MEMS Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling simula la scostamento della deformazione misurata nel tempo dovuto alla dilatazione igroscopica in un sensore di pressione MEMS in ambiente umido. L'app consente al progettista di raggiungere la sensibilità necessaria e ridurre al minimo la deriva, specificando parametri geometrici, proprietà del composto e condizioni esterne.

L'app è stata realizzata sulla base delle interfacce Transport of Diluted Species, Solid Mechanics e Shell nel software COMSOL Multiphysics®.

L'app Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling con i risultati di una simulazione di stabilità del sensore di pressione. L'app Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling con i risultati di una simulazione di stabilità del sensore di pressione.

L'app Pressure Sensor Drift Due to Hygroscopic Swelling con i risultati di una simulazione di stabilità del sensore di pressione.

Modelli di materiale da librerie programmate esternamente

COMSOL Multiphysics versione 5.2 prevede un nuovo modo di specificare modelli di materiali definiti dall'utente. È ora possibile accedere a funzioni esterne, scritte in codice C e compilate in una libreria condivisa. Scrivendo una funzione in codice C, è anche possibile utilizzare funzioni che descrivono il comportamento del materiale scritte in un altro linguaggio di programmazione. In questo modo è possibile programmare modelli di materiale personalizzati e distribuirli come componenti aggiuntivi.

Aggiungere una External Stress-Strain Relation come materiale per alcuni domini.

Aggiungere una External Stress-Strain Relation come materiale per alcuni domini.

Aggiungere una External Stress-Strain Relation come materiale per alcuni domini.

La libreria esterna può sia definire completamente la relazione sforzo-deformazione, sia restituire solo il contributo di deformazione anelastica a modelli di materiale già disponibili. Anche il semplice uso del solo contributo di deformazione anelastica è piuttosto interessante. Esso permette l'implementazione di materiali simili a quelli dei modelli già disponibili per mezzo di sottonodi del nodo Linear Elastic Material come lo sono, ad esempio, plasticità e creep. La relazione completa sforzo-deformazione, d'altro canto, corrisponde a un nodo di materiale di primo livello come, ad esempio, il modello di materiale Cam-Clay e viene utilizzata per definire un modello di materiale da zero.

Due nuove funzioni sono disponibili nell'interfaccia Solid Mechanics per l'utilizzo di questa nuova funzionalità: il modello di materiale External Stress-Strain Relation e il sottonodo External Strain del nodo Linear Elastic Material.

Le opzioni esistenti definite dall'utente nei nodi Hyperelastic Material, Plasticity e Creep, ad esempio, sono un modo pratico ma più limitato di definire modelli di materiale personalizzati.

Contatto in presenza di piccoli spostamenti relativi

COMSOL Multiphysics versione 5.2 offre un nuovo metodo semplificato per calcolare le distanze all'interno di coppie a contatto. È possibile utilizzare questa funzionalità quando vi sono piccoli spostamenti tra le superfici a contatto, ad esempio in casi di calettamento o imbullonatura di due parti. Con questo metodo, la mappatura tra le superfici source e destination viene calcolata una sola volta in corrispondenza della configurazione iniziale, per accelerare e stabilizzare la convergenza. Per utilizzare questo metodo, impostare il metodo di mappatura su Initial configuration nella finestra impostazioni della coppia a contatto.

Adeguamento del gap di contatto iniziale

A volte, la discretizzazione agli elementi finiti di superfici curve provoca notevoli irregolarità nella distanza iniziale tra le due superfici di una coppia di contatto. Per compensare questo problema è ora possibile utilizzare il calcolo predefinito del gap iniziale. Questo gap iniziale può quindi essere sottratto nell'analisi successiva se si seleziona la casella di controllo Force zero initial gap nella finestra impostazioni Contact dell'interfaccia Solid Mechanics.

Sforzi dovuti al calettamento tra il tubo di sterzo e la corona nella forcella di una bicicletta (dal nuovo tutorial Interference Fit Connection in a Mountain Bike Fork). Sforzi dovuti al calettamento tra il tubo di sterzo e la corona nella forcella di una bicicletta (dal nuovo tutorial Interference Fit Connection in a Mountain Bike Fork).

Sforzi dovuti al calettamento tra il tubo di sterzo e la corona nella forcella di una bicicletta (dal nuovo tutorial Interference Fit Connection in a Mountain Bike Fork).

Matrice di massa piena in Added Mass

La funzione Added Mass è stata estesa con la possibilità di immettere una matrice di massa piena.

Inserimento opzionale dello smorzamento termoelastico

Nell'accoppiamento multifisico Thermal Expansion è ora possibile decidere se la derivata temporale degli sforzi deve agire oppure no come fonte di calore nel problema di scambio termico. Selezionando la nuova casella di controllo Thermoelastic damping, il problema diviene accoppiato bidirezionalmente quando si risolve un problema tempo-dipendente.

Interpretazione di Prescribed Velocity/Acceleration in un'analisi stazionaria

Quando nel modello è presente il nodo Prescribed Velocity o Prescribed Acceleration, è possibile stabilire come interpretare queste condizioni al contorno in un'analisi stazionaria: possono essere considerate come vincoli (constrained) o ignorate (free). Questo è particolarmente utile nei modelli e nelle app con diverse tipologie di analisi miste, comprese analisi nel dominio delle frequenze, tempo-dipendenti e stazionarie.