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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
