用ansys软件分析压电换能器入门

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时间:2018-10-25

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1、用ANSYS软件分析压电换能器入门A:分析过程基本步骤一:问题描述(草稿纸上完成)1:画出换能器几何模型,包括尺寸2:选定材料3:查材料手册确定材料参数二:建立模型1:根据对称性确定待建模型的维数2:根据画出的几何模型确定关键点坐标,给关键点编好号码3:建立一个文件夹用于当前分析4:启动ANSYS软件,指定路径到建立的文件夹,5:定义单元类型压电换能器分析使用的单元类型:solid5:8个节点3D六面体耦合场单元(也可缩减为三角柱形单元或四面体单元)。无实常数。plane13:4个节点2D四边形耦合场单元(也可缩减为三角形单元)。无

2、实常数。solid98:10个节点3D四面体耦合场单元。无实常数。Fluid30:8个节点3D六面体声学流体单元(也可缩减为三角柱形单元或四面体单元)。应用于近场水和远场水。实常数为参考声压,可缺省。Fluid130:4个节点面无穷吸收水声学流体单元(也可缩减为三角形面单元)。实常数:半径,球心X,Y,Z坐标值。6:定义材料参数对一般均匀各向同性材料要给出材料密度,杨氏模量,泊松系数。(静态分析不用密度)对压电材料:一般使用的压电方程:e型压电方程,因此输入的常数为注意!一般顺序为:XX,YY,ZZ,YZ,XZ,XY。在ANSYS中

3、为XX,YY,ZZ,XY,YZ,XZ。因此,前两矩后三行和后三列要做相应变化。7:建立关键点8:把关键点连成线9:把线段围成面10:通过适当的方法生成体11:指定单元类型和材料参数12:划分线段13:划分体单元14:坐标转换,(转换到柱坐标系下)15:节点转换三:加载约束条件1:加载边界约束条件2:电极上加电压四:求解1:模态分析2:谐响应分析五:查看结果1:查看模态分析结果,计算导纳。2:各模态的动态演示3:查看谐响应分析结果,计算导纳、发射与接收响应。六:生成命令流文件1:给程序分块,添加适当的注释2:把相应参数具体值改成变量,

4、同时给变量赋值B:空气中建模过程一:问题描述弯曲式换能器实体模型为轴对称结构。结构尺寸如图所示。弯曲式换能器由压电陶瓷,‘金属壳’粘结而成,粘结材料为环氧树脂。由于粘结层为一薄层,建模的时候可以忽略。本例中‘金属壳’材料采用铝,压电材料选择压电陶瓷PZT5。结构参数对应值10mm17mm20mm10mm0.5mm0.5mm3mm二:建立模型1.指定工作空间,设定分析作业名和标题(1)首先建立一个文件夹用于当前分析,如D:ANSYSfiles,路径当中不允许有中文出现。(2)启动ANSYS9.0软件,界面如下图,界面包括实用菜单,命

5、令输入窗口,ANSYS工具栏,主菜单栏,图形窗口,图形调整工具栏,标准工具栏。(3)指定工作空间:实用菜单-》File-》ChangeDirectory…,出现对话框,选择刚才建立的目录D:ANSYSfiles,以后操作生成的文件都在此文件夹下。(4)设定标题:实用菜单-》File-》ChangeTitle…,出现对话框,输入‘daocheqiAnalysis’作为标题。点击ok。(5)保存db(数据库文件)文件:File-》Saveas,出现对话框,保存文件名为title.db。(6)定义单位:在ANSYS主界面输入窗口输入“/

6、UNITS,Label”其中,Label指定单位制标签有:USER:用户自定义单位系统。SI:国际单位,即MKS单位。CGS:CGS单位系统,即cm,g,s,等。MPA:MPA单位系统,即mm,Kg,s,等。BFT:用英尺的单位系统,即ft,slug,s,等。BIN:用英寸的单位系统,即in,lbm,s,等。一般采用国际单位:即然后按Enter即可。如果不改变单位制,以后默认。2.定义单元类型金属壳采用Solid45单元,压电陶瓷采用Solid5单元。Solid45为结构单元里面的三维块模型单元。Solid5为三维耦合场单元,因为压

7、电陶瓷涉及到电-力耦合问题,因此采用此单元类型。(1)主菜单栏-》Preprocessor-》ElementType-》Add/Edit/Delete,出现对话框,点击Add…键,出现对话框,点击框图左边Solid,选择右边框图中Brick8node45,点击Apply键,选定了一种Solid45单元。继续点击框图左边CoupledField,选择右边框图中ScalarBrick5,选定了Solid5单元,点击ok键。从对话框中可以看出我们已经定义了solid45和solid5两种单元类型。点击close键关闭窗口。(2)保存文件:

8、File-àSaveas,出现对话框,保存文件名为element.db3.定义材料参数查阅材料手册我们可以得到如下材料参数。铝材料参数:密度,杨氏模量,泊松比。压电陶瓷PZT5的材料参数:(ANSYS输入参数)密度刚度矩阵(也可输入柔

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