用ansys軟件分析壓電換能器入門

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1、用ANSYS軟件分析壓電換能器入門A：分析過程基本步驟一：問題描述（草稿紙上完成）1：畫出換能器幾何模型，包括尺寸2：選定材料3：查材料手冊確定材料參數(shù)二：建立模型1：根據(jù)對稱性確定待建模型的維數(shù)2：根據(jù)畫出的幾何模型確定關(guān)鍵點坐標，給關(guān)鍵點編好號碼3：建立一個文件夾用于當前分析4：啟動ANSYS軟件，指定路徑到建立的文件夾，5：定義單元類型壓電換能器分析使用的單元類型：solid5：8個節(jié)點3D六面體耦合場單元（也可縮減為三角柱形單元或四面體單元）。無實常數(shù)。plane13：4個節(jié)點2D四邊形耦合場單元（也可縮減為三角形單元）。

2、無實常數(shù)。solid98：10個節(jié)點3D四面體耦合場單元。無實常數(shù)。Fluid30：8個節(jié)點3D六面體聲學流體單元（也可縮減為三角柱形單元或四面體單元）。應(yīng)用于近場水和遠場水。實常數(shù)為參考聲壓，可缺省。Fluid130：4個節(jié)點面無窮吸收水聲學流體單元（也可縮減為三角形面單元）。實常數(shù)：半徑，球心X，Y，Z坐標值。6：定義材料參數(shù)對一般均勻各向同性材料要給出材料密度，楊氏模量，泊松系數(shù)。（靜態(tài)分析不用密度）對壓電材料：一般使用的壓電方程：e型壓電方程，因此輸入的常數(shù)為注意！一般順序為：XX，YY，ZZ，YZ，XZ，XY。在ANSY

3、S中為XX，YY，ZZ，XY，YZ，XZ。因此，前兩矩后三行和后三列要做相應(yīng)變化。7：建立關(guān)鍵點8：把關(guān)鍵點連成線9：把線段圍成面10：通過適當?shù)姆椒ㄉ审w11：指定單元類型和材料參數(shù)12：劃分線段13：劃分體單元14：坐標轉(zhuǎn)換，（轉(zhuǎn)換到柱坐標系下）15：節(jié)點轉(zhuǎn)換三：加載約束條件1：加載邊界約束條件2：電極上加電壓四：求解1：模態(tài)分析2：諧響應(yīng)分析五：查看結(jié)果1：查看模態(tài)分析結(jié)果，計算導納。2：各模態(tài)的動態(tài)演示3：查看諧響應(yīng)分析結(jié)果，計算導納、發(fā)射與接收響應(yīng)。六：生成命令流文件1：給程序分塊，添加適當?shù)淖⑨?：把相應(yīng)參數(shù)具體值改成

4、變量，同時給變量賦值B：空氣中建模過程一：問題描述彎曲式換能器實體模型為軸對稱結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。彎曲式換能器由壓電陶瓷，‘金屬殼’粘結(jié)而成，粘結(jié)材料為環(huán)氧樹脂。由于粘結(jié)層為一薄層，建模的時候可以忽略。本例中‘金屬殼’材料采用鋁，壓電材料選擇壓電陶瓷PZT5。結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)值10mm17mm20mm10mm0.5mm0.5mm3mm二：建立模型1．指定工作空間，設(shè)定分析作業(yè)名和標題（1）首先建立一個文件夾用于當前分析，如D:ANSYSfiles，路徑當中不允許有中文出現(xiàn)。（2）啟動ANSYS9.0軟件，界面如下圖，界面包括實用

5、菜單，命令輸入窗口，ANSYS工具欄，主菜單欄，圖形窗口，圖形調(diào)整工具欄，標準工具欄。（3）指定工作空間：實用菜單－》File－》ChangeDirectory…,出現(xiàn)對話框，選擇剛才建立的目錄D:ANSYSfiles，以后操作生成的文件都在此文件夾下。（4）設(shè)定標題：實用菜單－》File－》ChangeTitle…，出現(xiàn)對話框，輸入‘daocheqiAnalysis’作為標題。點擊ok。（5）保存db（數(shù)據(jù)庫文件）文件：File－》Saveas,出現(xiàn)對話框，保存文件名為title.db。（6）定義單位：在ANSYS主界面輸入窗

6、口輸入“/UNITS，Label”其中，Label指定單位制標簽有：USER：用戶自定義單位系統(tǒng)。SI：國際單位，即MKS單位。CGS：CGS單位系統(tǒng)，即cm,g,s,等。MPA：MPA單位系統(tǒng)，即mm,Kg,s,等。BFT：用英尺的單位系統(tǒng)，即ft,slug,s,等。BIN：用英寸的單位系統(tǒng)，即in,lbm,s,等。一般采用國際單位：即然后按Enter即可。如果不改變單位制，以后默認。2．定義單元類型金屬殼采用Solid45單元，壓電陶瓷采用Solid5單元。Solid45為結(jié)構(gòu)單元里面的三維塊模型單元。Solid5為三維耦合場

7、單元，因為壓電陶瓷涉及到電－力耦合問題，因此采用此單元類型。(1）主菜單欄－》Preprocessor－》ElementType－》Add/Edit/Delete,出現(xiàn)對話框，點擊Add…鍵，出現(xiàn)對話框，點擊框圖左邊Solid,選擇右邊框圖中Brick8node45，點擊Apply鍵，選定了一種Solid45單元。繼續(xù)點擊框圖左邊CoupledField,選擇右邊框圖中ScalarBrick5，選定了Solid5單元，點擊ok鍵。從對話框中可以看出我們已經(jīng)定義了solid45和solid5兩種單元類型。點擊close鍵關(guān)閉窗口。（

8、2）保存文件：File-àSaveas,出現(xiàn)對話框，保存文件名為element.db3．定義材料參數(shù)查閱材料手冊我們可以得到如下材料參數(shù)。鋁材料參數(shù)：密度，楊氏模量，泊松比。壓電陶瓷PZT5的材料參數(shù)：（ANSYS輸入?yún)?shù)）密度剛度矩陣（也可輸入柔